流动主动控制和强化换热技术一直是流体力学和工程热物理学科领域的研究重点，近年来，具有零质量射流特征的自耦合射流激发器吸引了众多研究者的关注。本文采用实验和数值模拟相结合的研究手段，对自耦合射流的流动特性和换热特性开展了较为详细的研究。 在数值计算方法上，将自耦合射流激发器压电振动膜片的运动规律用具有周期性正弦曲线运动特征的方程来描述，基于FLUENT商用软件，通过编写用户自定义程序UDF，利用动网格技术对激发器腔体振动膜片施加强制移动法则，实现了激发器腔体内外流场和温度场的三维非定常耦合计算。 通过实验研究和数值计算，揭示出单狭缝喷口和单圆孔喷口自耦合射流在发展过程中呈现出的流动特征。对于狭缝喷口，在紧邻喷口的法向距离内，涡对周期性地生成、破碎和融合，在某个法向距离上形成较为稳定的连续性射流；随着自耦合射流的发展，呈现在喷口短轴方向急剧向两侧扩展、而在喷口长轴方向先收缩后缓慢扩展的流动特征。相比而言，圆孔喷口产生的涡对补充能力明显低于狭缝喷口，自耦合射流在向下游的发展中形成一系列间隔明显的涡串。两者均呈现比较规律的对称分布和速度分布自模的规律，自耦合射流在喷口法线方向的速度分布呈现先上升后下降的趋势。 对自耦合射流激发器的激励参数和几何结构进行了较为系统的实验和数值研究，获得了自耦合射流激发器优化控制参数。研究表明，激发器输入频率对自耦合射流具有很大的影响，存在两个谐振频率，使得自耦合射流的速度和涡量比较大，其中高频谐振频率效果更好；实验得到的两个谐振频率在数值上与理论分析有一定差异，低频谐振频率相对差值更大。因此，对于膜片与激发器腔体构成的动力学系统的振动特性理论分析应充分考虑腔内气体作用的影响因素。 开展了自耦合射流在强化换热方面的研究，得到了不同形状喷口自耦合射流换热的最佳冲击距，分析了多喷口自耦合射流对换热的相干作用。与常规射流冲击冷却相比，自耦合射流冲击作用下的靶面对流换热系数同样具有随冲击距增大而先逐渐增大、后逐渐衰减的变化趋势，但最佳冲击距值却明显高于常规射流，而且自耦合射流的作用范围大，表明自耦合射流具有更强的夹带能力和穿透能力；在最佳喷口间距下的多喷口自耦合射流，其相干后的自耦合射流对靶板的冲击换热效果要优于单喷口自耦合射流。 开展了自耦合射流与横流共同作用下的换热特性研究，分析了两者相互作用的机制。一方面，横流的存在，对自耦合射流向冲击靶板的穿透有削弱影响，导致自耦合射流向下游偏转，不同程度地降低了自耦合射流的冲击换热效果；另一方面，自耦合射流与横流发生掺混也强化了横流的脉动程度。总体上看，二者共同作用的换热效果优于单纯的自耦合射流冲击和横流冲刷作用。 本文的研究工作丰富了对自耦合射流流动和换热特性的认识。