基于合成射流的流体主动控制技术在低速流动工况下已得到成功的实施,但在超声速流动情形下尚缺乏深入的研究。火花型合成射流由于具有很强的穿透能力而被认为是一种可应用于高速流动的流场主动控制技术,在二元双喉道矢量喷管上探索这种先进的流体主动控制方式有利于其性能和矢量推进效率的提升。本文对火花型合成射流流动特性开展了较为系统的研究,并就火花型合成射流对于二元双喉道矢量喷管主喷流偏转控制以及对于单膨胀边主喷流流动分离控制上的应用开展了数值模拟研究。论文主要包括三个方面的研究内容:采用实验和数值计算结合的方法,对火花型合成射流的流动特性开展了研究。射流在孔口喷射初期呈现球面扩散状,在发展过程中不断剪切和卷吸外部气流,形成一系列旋向相反的涡串,随后合成射流作用范围迅速扩大。火花放电产生的高压区在激发器腔体内部的往复移动使得腔内压力以及孔口速度呈现一边振荡一边下降的变化规律。射流的扩展能力和高法向速度区域均随工作频率和放电能量的增大而增加。采用数值计算方法,探索了火花型合成射流对于二元双喉道矢量喷管主喷流偏转控制。就火花型合成射流的单独控制作用而言,由于其喷射质量小、工作值班周期短等问题,难于对二元双喉道矢量喷管主喷流实现持续偏转。为此,提出了一种用于二元双喉道流体式矢量喷管的火花型合成射流与旁通连续射流的组合方案,研究结果表明:火花脉冲激励二次流喷注大致可划分为火花型合成射流主导、喷注间歇和旁通连续性射流主导等三个阶段;火花脉冲激励二次流喷注能够改变二元双喉道矢量喷管内部的主流回流区影响区域,进而影响主流的矢量偏转;在本文的火花激励参数工况,二次流喷注流量率1%的主流最大瞬时矢量偏转达到14°,一个周期内的平均矢量偏转为6.6°,较无火花放电激励的主流矢量偏转角增加约70%。采用数值计算方法,探索了火花型合成射流对改善主喷流在二元双喉道矢量喷管单膨胀边区域流动分离上的应用效果。火花型合成射流在前几个周期内改善了主喷流在单膨胀边的流动分离,主喷流偏转角增大,喷管推力系数提高,但不可持续。采用火花型合成射流与旁通连续射流的组合方案,火花能量强化连续性射流注入单膨胀边后,流动分离得到明显的改善,喷管推力系数提高。在本文的火花激励参数工况,火花能量强化连续性射流工况较无火花放电激励工况相比,平均偏转角增大4.6%,主平均推力系数增大1.5%。