空腔流动问题广泛存在于航空航天等领域,比如内埋式武器舱、飞行器表面的缝隙、飞机起落架舱和超燃冲压发动机等,在其它领域中也有很多凹腔的存在,如汽车顶部的天窗和汽车玻璃缝隙等,这些一直是流体力学研究的重要问题。空腔流动结构的特殊气动特性在发挥一定功能的同时,还会产生很多的副作用,为了更完整的研究空腔流动特性,本文采用Ansys Fluent成熟的分析软件,不仅可以较好的验证实验数据,还可以得到较为理想化的仿真数据,为接下来的研究提供更多理论数据和机理研究。本文结合空腔流动的国内外的研究现状,然后通过仿真不同超声速条件和不同空腔形状下的空腔流动特性进行理论分析研究,同时采用被动和主动的流动控制技术进行开式空腔的研究工作。本文通过大量数据仿真分析工作,共采用了 124种不同的工况条件进行仿真分析。本文所选择的数学模型是雷诺时均N-S方程,通过改变单个条件变化研究空腔的流动特性和气动特性的影响,流动特性包括马赫数云图和流线图,气动特性包括空腔内部的水平速度、水平密度、空腔壁面的压力系数和传热系数。本文进行的稳态特性研究包括来流条件、空腔形状和流动控制技术对空腔流动特性的影响,具体研究内容如下:（1）根据空腔流动的流动结构和气动特性,本文先是在来流马赫数为3的超声速条件下改变空腔长深比,从而准确的发现空腔流动特性与空腔长深比的关系。接着改变来流边界层厚度、马赫数和飞行高度变化等来流条件,分析空腔流动特性随来流条件的变化趋势。本文在两种空腔长深比的条件下分别进行仿真研究,主要目的在于研究较为稳定的开式空腔流动和不稳定的过渡式空腔流动,研究发现通过改变来流条件对这两种不同空腔长深比的标准空腔具有不同的气动特性和流动特性。（2）本文通过改变空腔的形状来研究非矩形空腔与空腔流动特性的关系,可以得到空腔形状的不同可以决定空腔的流动特性和气动特性。通过改变空腔前、后壁倾角和后壁高度进行数据研究,对航空航天中的非矩形空腔的应用进行解释与预测,最后补充了极端空腔形状进行研究。本文采用了两种空腔长深比的非矩形空腔进行空腔流动研究,主要研究的是较为稳定的开式空腔流动和不稳定的过渡式空腔流动。（3）因为空腔最大压力系数和传热系数是超声速航天飞行器面临的主要挑战,本文通过分析流动控制技术对空腔气动特性的影响,通过外界动力的是否加入可以将流动控制分为被动和主动控制。本文中采用的被动控制为加入控制块和添加入流弯曲壁的两种方法;在主动控制中,采用方法为加入气帘喷流的主动控制措施。本文的研究工作为分析不同条件下的空腔流动特性和气动特性,符合近年来的研究趋势,可以为后续的研究进行预测和提供数据支持。