流动“可变、可控”是流体力学的重要发展趋势，也是实现主动流动控制的核心技术问题。激励器作为主动流动控制系统的执行器，拓展其可控性是增强系统控制能力和优化控制律的关键。应用层面，主动流动控制和强化换热技术的结合一直是流体力学和工程热物理交叉领域的重要研究方向，探索和开发紧凑、高效的主动流动控制强化换热技术具有重要的工程应用价值。本文针对合成双射流激励器，从结构和功能设计，到性能和能量转换效率评估，再到闭环控制系统开发，进行了理论分析和实验研究，旨在突破合成双射流技术在实际中的应用。　　开展了合成双射流激励器设计与优化分析，研制出了矢量合成双射流激励器样机和调流滑块运动控制系统。通过对比智能材料和微型步进电机的调流滑块驱动方式，设计了基于微型步进电机驱动的模块化、一体化矢量合成双射流激励器；提出了面向应用的合成双射流激励器结构优化设计方法，结合正交试验设计和方差分析法，对应用于增强掺混和换热的合成双射流激励器的结构参数进行了优化分析，获得了优化参数组合，使得性能评价指标值至少提高了11.4％。　　研究了合成双射流激励器的振动特性、流场特性和能量特性。分析了驱动参数对振动膜振幅、振型和腔内压力的影响，在振动膜共振频率和Helmholtz共振频率处出口射流速度取得极大值；通过PIV（Particle image velocimetry）实验研究了出口结构参数和流场参数对涡量强度及其分布的影响，并采用本征正交分解（Proper orthogonal decomposition,POD）与重构方法，分析了不同能量结构的分解流场、重构流场以及各特征模态的频率特性；建立了激励器能量转换效率的计算模型，在共振频率附近，激励器的能量转换效率出现极大值，合成双射流激励器的能量转换效率约为常规合成射流激励器的2倍，增加驱动电压，虽然增大了射流速度，但最大能量转换效率却降低了。　　提出了基于射流核心区速度的矢量评价方法，该方法能有效降低流场波动带来的较大误差；通过纹影和PIV实验研究了驱动参数、滑块位置和结构对矢量偏转角的影响，重点分析了主流速度和矢量偏转角随滑块位置的变化规律，揭示了矢量偏转角的物理机制。结果表明，合成双射流始终向出口面积较大的一侧偏转，驱动电压和频率均存在最佳值，使得合成双射流矢量偏转角较大；通过控制滑块的位置可以实现合成双射流的双向偏转，矢量偏转角的变化曲线存在一定的线性区间，且随着滑块倒角的增加，矢量偏转角的变化范围和线性区间逐渐增大，有利于主动流动控制控制律的优化。　　开展了大功率LED（Light-emitting diode）阵列散热实验研究，提出了基于合成双射流与小型翅片的主-被动组合散热方式，并对比分析了被动、主动和主-被动组合散热方式的散热特性和安装空间；研究了射流冲击间距、角度和激励器出口对组合结构散热性能的影响。结果表明，相同散热方式下，合成双射流的散热性能优于合成射流；与商用翅片相比，组合散热方式（垂直布置）能使芯片的稳定温度降低了15℃，同时安装空间减小了72.3%，激励器平行布置时安装空间减小量达到81%，有利于受限空间大功率LED的封装；随着射流冲击间距的增加，芯片稳定温度出现两个极小值；设计了基于合成双射流的散热闭环控制系统，实现了设定工作温度范围内激励器的自主控制，建立了激励器工作占空比的性能评价参数，随着射流冲击间距的增加，激励器工作占空比先减小后增加，在最佳冲击间距时，工作占空比最低29.1%，工作时长和消耗的电能最少。　　针对大面积电子器件散热，提出了基于合成双射流矢量“扫风”功能的冲击散热方法，研究了矢量合成双射流冲击平板的流场特性和散热特性。结果表明，合成双射流的矢量特性使得射流中心点和滞止区向靶板两侧移动，能提高两侧的局部对流换热系数，防止平板局部温度过高；当冲击间距较小时，合成双射流的“自给”现象使得其整体散热性能比合成射流差，但随着冲击间距的增大，合成双射流的散热性能迅速提升并优于合成射流，而且最佳冲击间距比合成射流小，能有效降低安装空间；滑块位置的变化会影响矢量合成双射流的冲击强度和角度，使得靶板的平均努塞尔数(Nuavg)存在三个局部极大值；滑块运动速度对Nuavg的影响不大，随着冲击间距的增大，Nuavg均表现为先增加后减小，且均在相同冲击间距时达到最大；滑块往复运动时，两侧边界的平均温度随时间呈周期性变化，能避免靶板两侧边界区域长期处于高温状态，实现大面积、均匀散热。