气动突片是一种新型的强化流动掺混的技术,与传统的引射混合器相比,它具有更好的强化掺混效果和更小的能量损失。为了确定气动突片在不同工况下的强化掺混效果及应用前景,本文研究了带有气动突片的收敛喷管、涡扇喷管及涡轮基组合循环发动机(RBCC)的排气系统,并深入分析了气动突片参数对流场结构及掺混效果的影响。针对不同工况和气动突片参数下的流场结构和喷管性能,进行了详细的数值模拟和风洞实验研究。首先对安装有气动突片的收敛喷管进行了风洞实验,通过测量喷管下游的总压分布确定气动突片数量和总压对喷管射流核心区的影响。并针对实验条件进行了数值模拟,对比发现数值模拟结果与实验吻合很好,验证了计算方法的准确性和可靠性。实验和数值模拟结果表明,当气动突片数量为6时射流核心区的长度最短,为3.2D。且气动突片总压越高,射流核心区越短,掺混效果越好。其次本文采用数值模拟的方法研究了气动突片在涡扇喷管内外涵掺混中的应用。得到了气动突片数量和位置变化时喷管涡量场、热混合效率、总压恢复系数和推力系数的变化规律。数值模拟结果表明,当维持气动突片总流量一定时,突片数量越少,热混合效率越高;当气动突片数量为2时,热混合效率达到0.278,较基准喷管提高65%;另外,气动突片的位置越靠近喷管内外涵的交汇截面,热混合效率越高。且各种工况下的总压损失较基准喷管的变化均小于0.1%,可以忽略不计。考虑到气动突片的流量应尽可能小,本文研究了在保证强化掺混效果的前提下降低气动突片流量的方案,即非定常气动突片方案。本文研究了两种非定常气动突片方案,一种是气动突片数量不变,气动突片总压周期性变化;另一种是将气动突片数量增加到2倍,采用交替工作的方式。本文分别研究了不同的气动突片周期对喷管涡量场、掺混效果及喷管性能的影响,确定了这两种方案的应用场景。第一种方案可以有效降低气动突片流量,第二种可以在气源条件不变的情况下,获得最大的掺混效果。最后,本文探索研究了气动突片强化RBCC引射模态主流与次流的掺混。研究表明,在RBCC中添加气动突片可以增强主次流的掺混效果,但会造成次流被引射流量的减小及推力性能的下降。