本文利用Realizable k-ε数值模拟方法对二维带凹腔的超声速燃烧室进行仿真模拟,探究凹腔自激振荡产生的诱因和超声速凹腔剪切层的非定常特性,对凹腔剪切层的共振特性和机理进行了初步探讨。分别改变凹腔的长度和深度,使凹腔长深比变化为2-6并进行对比,探究凹腔长深比对自激振荡的影响规律和适用于超声速燃烧室的凹腔结构尺寸。分别用Realizable k-ε和LES数值模拟方法对带有矩形平凹腔和人字形凹腔的三维超声速燃烧室模型进行模拟,探究人字形凹腔对燃烧室流场及自激振荡现象产生的影响。研究表明:超声速燃烧室内凹腔剪切层的波动是造成燃烧室内压力自激振荡最主要的诱因。自激振荡频率主要取决于凹腔长度,而与凹腔深度、长深比无关。随着长深比增加,振荡主频对应的最高声压级在逐渐增大,随着凹腔深度降低,各阶频率逐渐降低,即凹腔长度相同时,深度越短自激振荡频率越低。长深比相同时,不同长度的凹腔的振荡频率之比是凹腔长度之比的倒数,即为1/L倍,凹腔长度越长,频谱分布越紧凑。较大的凹腔长深比（较低的凹腔深度）有助于降低燃烧室的阻力及压力损失。相同长深比的凹腔内的频谱分布模式基本相似,长深比为2的凹腔的前四阶自激振荡频率呈倍频关系,即f_n+1=2f_n,;长深比为3、4、6时以第三阶频率为主频,而长深比为2和5时振荡以第二阶频率为主频。自激振荡的前五阶频率满足f_n（10）3-f_n（28）f₃这一关系。剪切层变化是引起第三阶自激振荡频率的主要诱因,而凹腔内的流动涡团的发展是第六阶频率的主要诱因,凹腔内剪切层运动与涡运流、凹腔内的声振荡互相耦合引发自激振荡现象。人字形凹腔的自激振荡频率主要集中在低频区域,其中可能存在多种模态的自激振荡。