本文使用大涡模拟对长深比(L/D)为5的三维矩形开式空腔的可压缩流动进行计算,研究了三维空腔内的流场特性及自激振荡能量的分布规律。通过三种亚格子模型对空腔流动的计算,分析了不同亚格子模型在准确预测空腔自激振荡的优劣。同时,通过改变空腔形状和空腔后壁面填充多孔介质材料,分析了形状和多孔介质材料抑制空腔自激振荡能量的有效性。研究结果表明：空腔的自激振荡频率和实验结果及Rossiter公式的计算结果吻合良好,自激振荡能量集中在较低频区域,压力脉动幅值主要表现在前三阶模态。Dynamic Smagorinsky-Lilly (DSM)模型在空腔前、后壁面附近区域的声压级分布Smagorinsky-Lily (SM)模型更加接近实验值,由于Wall Adapting Local Eddy Viscosity(WALE)模型可以在壁面附近区域较好得到涡黏性,声压级的分布情况与实验值最为吻合。由空腔底部监测点的声压级分布和声压频谱图可以看出,WALE模型性能最佳,DSM模型也能给出与实验相符合的结果,SM模型的预测性能略差。三角形空腔的声压级总体上要低于矩形空腔,椭圆形空腔虽然也有一定的降噪作用,但降噪效果不明显。多孔介质材料可以明显削弱空腔内的压力脉动能量。通过本文的研究揭示了三维矩形空腔自激振荡产生噪音的机理,探讨了准确预测空腔白激振荡噪声的方法,分析了空腔形状和后壁面使用多孔介质材料对空腔自激振荡辐射噪声抑制的影响,为进一步研究三维空腔自激振荡噪音的抑制提供了新思路。