以喷注混合与燃烧稳焰作为主要研究对象,研究超声速燃烧室的典型的流场结构。基于LES程序数值模拟,分析射流凹腔相互作用机理与并联突扩凹腔燃烧流场的燃烧特性。首先,基于LES/RANS方法对单凹腔燃烧室进行冷流条件下的仿真,分析了凹腔构型对超声速横向射流混合特性的影响,辩明了射流尾迹的典型结构反转漩涡对(CRVs)在主流中的发展与演变过程,研究重点关注了射流凹腔相互作用的两种典型流场:中等相互作用流场模式和强相互作用流场模式。根据模拟结果可知,剪切层的发展形式是决定射流与凹腔之间相互作用模式的关键因素。中等相互作用作用模式中,射流后方靠近凹腔一侧的剪切层进入凹腔内发展,将形成壁面诱导涡(TCRVs)与反转漩涡对以及新涡共同主导三组对涡形式;强相互作用模式中,剪切层发展于凹腔上方,将形成两对CRVs共同主导的模式。其次,基于化学非平衡流的混合LES/RANS方法,研究了并联后缘突扩型凹腔的燃烧流场并得流场特征结构。冷流条件下,射流位置与射流喷注压强会影响凹腔内的涡量强度与分布,直接影响凹腔内的回流特性。燃烧条件下,碳氢燃料乙烯由于其热值相对较低,直接点火容易不成功,而氢气易于点火,易于构建较为稳定的燃烧场。随后,分析了乙烯在凹腔前缘点火后的火焰传播过程,发现乙烯点火对点火强度有很高要求,同时很难形成较大的燃烧区。氢气点火引导的燃烧流场能够构建较强的反压区和较大的凹腔回流区,燃烧背压沿着亚声速区向上游传播,引起射流穿透深度的增加,同时激波串强度提高并向上游推移,构建了较好的火焰稳定条件。