超燃固冲发动机因为其结构简单、成本低、安全性好、易于贮存、作战时反应时间短的特点而逐渐受到重视。凹腔结构作为一种有潜力的火焰稳定器而引起了超燃固冲发动机研究领域的广泛关注。本文以Ben-Yakar试验为基础,结合结构特性与计算精度选用结构化网格技术、压力基耦合算法、SST尼-ω湍流模型、轴对称的N-S方程组、二阶迎风差分格式、单步化学反应对带有凹腔的轴对称超燃固冲发动机燃烧室的内流场进行了二维稳态数值模拟。研究结果表明燃烧主要集中于边界层附近,大量的热从反应区通过凹腔内的逆时针大涡传输到了凹腔的内部,这样凹腔就提供了持续富燃区域和热源,所以凹腔有增强掺混和火焰稳定的作用;在发动机点火后,燃烧室等截面圆柱段初始内径狭小和不断地热量加入,导致燃烧室出现热壅塞,随着燃面推移等截面圆柱段内经逐渐增大,热壅塞现象消失;随着燃面推移,激波串的强度逐渐增强,燃烧室中气流的马赫数逐渐降低,掺混燃烧效率和总效率逐渐增大,总效率达到38%。在对凹腔结构尺寸对超燃固冲发动机内掺混燃烧的影响分析中,本文提出凹腔扩张比α、凹腔收敛比β、凹腔长深比γ、凹腔后缘角度θ等四个相对独立的凹腔结构参数,用这四个参数构造不同形式的凹腔。分别对该四个参数进行建模、数值计算以及性能评估,在各个参数的数值计算中发现扩张比α=18、收敛比β=0.2、长深比γ=4、后缘角度θ=60°是相对较优的结构参数。同时对无凹腔与有凹腔的情况进行对.比,得知凹腔能显著提高发动机性能,有凹腔结构的总效率比无凹腔结构的要大46%—66%。