论文以基于凹腔火焰稳定器的亚燃冲压发动机燃烧室点火过程为研究对象,采用试验与数值计算相结合的方法,对凹腔火焰稳定器的点火性能、火焰稳定性能、点火过程及火焰区分布进行了全面深入的研究。在海平面大气压力条件下,对凹腔火焰稳定器的点火性能进行了研究。试验结果表明,凹腔结构及喷注方式对点火性能有较大的影响。在相同的凹腔构型及点火方式情况下,采用整流段流向喷注燃料方式难以实现成功点火;而采用壁面横向喷注方式,合理控制燃料穿透度则可以实现成功点火。在相同的燃料喷注方式及点火方式情况下,凹腔深度的减小使得凹腔内燃料当量比增加,凹腔长度的增加有利于提高点火性能,但凹腔长度存在一个最优值,此时凹腔长度进一步增加将导致点火失败。和V槽火焰稳定器相比,凹腔火焰稳定器具有较宽的点火极限,同时其燃烧性能与V槽火焰稳定器接近,但总压损失较小。其次,最低压力为15KPa的条件下,对凹腔火焰稳定器的点火性能进行了研究。研究发现,采用整流段流向喷注的条件下,增加凹腔深度及采用双凹腔构型可以增加燃料的停留时间,有利于实现成功点火;中心凹腔的回流区结构不稳定,当火炬点火器关闭后出现熄火现象。边区凹腔与中心凹腔结合使用具有较好的点火性能。研究发现,燃烧室内初始气流参数对点火性能也有较大的影响。来流总温及氧含量的增加都会使点火变得更加容易。研究表明,压力对点火性能影响较大。压力变化改变了横向射流的穿透度,压力的降低使得燃料雾化质量恶化,同时还增加了点火能量。在燃烧室压力为60KPa的条件下,在纯净空气加热的来流条件下对凹腔的点火过程及其的影响因素进行了研究。研究表明,点火分为火花塞放电,初始火团形成及初始火团的传播三个过程。燃料当量比对初始火团的大小具有较大的影响。燃料当量比较小时,初始火焰容易被吹向下游导致点火失败;而燃料当量比较大时,则会由于在凹腔内消耗大量空气而导致熄火。燃烧室内气流速度的增加会导致可靠点火范围变窄。燃料喷注方式对点火过程有较大的影响,采用直接在凹腔内喷注燃料的方法能更好的实现成功点火。点火过程中初始火团形成与传播都与点火位置有直接关系。点火位置决定了初始火团出现的位置及初始火团在流场中的传播方向。因此点火位置需位于具有良好燃料当量比及雾化质量的区域,并且应安排在回流区内相对稳定的区域。凹腔结构对于点火性能有较大影响。长深比短的凹腔较为稳定,有利于可靠点火。凹腔的后壁高度减小,将影响回流区的稳定性,对可靠点火产生不利影响。最后在燃烧室压力为60KPa的条件下,在纯净空气加热的来流条件下对燃烧室的工作过程及流场结构进行了研究。在火焰传播方面,研究发现前凹腔向后凹腔的火焰传播容易实现,但后凹腔火焰向前凹腔传播火焰的情况,只有在下游流道中充满火焰的情况下才能实现。同时还对燃烧室的熄火过程进行了分析,发现在贫油和富油情况下,熄火现象都表现为回流区内火焰的逐渐萎缩。同时还对燃烧室内火焰区分布及流场结构进行了分析,发现长深比小的凹腔具有较稳定的回流结构。