随着人类对太空探索和地球空间利用的不断深入，高超声速飞行器已成为航空航天领域最理想的飞行装备，发动机是高超声速飞行器的核心部件。高超声速飞行器发动机在工作时要求进口温度不能过高，此时发动机空气进口处安装预冷器的重要性就体现了出来。预冷器应该满足冷却效率高、运行安全稳定以及结构紧凑等特点，所以研究高超声速发动机预冷器的振动及换热特性具有十分重要的意义。
　　本文针对某型号发动机的微通道预冷器，采用ADINA有限元软件进行了流动、传热以及振动特性研究。首先建立了三维可压缩流体横掠叉排管束的壳程热流固耦合模型，对预冷器管束的流动、换热以及振动状态进行了瞬态分析，在多种工况下，对预冷器壳程空气流动换热和管束振动规律进行了研究。研究结果表明：随着预冷器进口热空气速度的增大，出口温度逐渐升高，壳程空气的流动状态无明显变化。同时，管束振动的最大位移随预冷器进口空气速度增大而增大，而空气温度对管束振动最大位移没有明显影响。说明该预冷器在规定条件，空气进口速度10m/s、出口压力103KPa下可以安全运行。
　　在分析了预冷器壳程空气流动、换热以及管束的振动位移的基础上，本文进一步研究了预冷器管道中点加速度与时间的关系，利用MATLAB软件进行快速傅里叶变换，研究了预冷器管束振动加速度信号的时域图与频域图，根据频域图求得流体诱发管道振动的响应频率，并针对预冷器管束结构进行了模态分析。分别采用理论分析和数值模拟两种方式计算了预冷器管道的固有频率，并将两种计算结果做了对比，给出了预冷器换热管道的振型图。研究结果表明：单管与管束的固有频率差别不大，而流体诱发管道振动响应频率与固有频率差别较大。
　　最后，本文总结了流体诱发振动的评判流程，给出了有效的预冷器的防振与改进方法。