流动控制技术是现代流体力学研究的热点,也代表了流体力学发展的前沿,相比于被动流动控制,主动流动控制具有动作精准、响应快速、效果显著等优点。本文针对射流振荡技术在静止式气波制冷分配器等应用领域的需求与不足,基于国家自然科学基金项目(51276026)的研究内容和申报的发明专利,首次系统地开展了外激励振荡射流的相关机制与过程特征的研究工作,所谓外激励,即对主射流实施从外部引入的激励流进行控制,使其产生附壁振荡。从振荡特性、过程效率和振荡射流模态等方面,进行了大量CFD数值模拟分析、几何与激励参数的优化以及实验验证研究,获得对应的最新结果,为自主知识产权申报和基金课题的创新机理研究,提供了可靠的依据,并获得相应的结论。具体研究内容和相应结论如下：(1)研究对比外激励和主射流分流自激励方式的激励机理,以及二者振荡机制模态的差异与特点。数值模拟与分析得出和验证了外激励流体可以发生自膨胀并沿主射流方向自行加速,而不同于自激励流体那样由于压力骤降,需要主射流消耗动能携带加速,因此过程效率提高是外激励振荡的最大优势,其过程的射流总压保持率K要比自激励高出15～25%。(2)以最小激励流量J为优化目标,模拟考察外激励射流振荡器的特征尺寸对最小激励流量和激励稳定性的制约关系,得到能维持主射流稳定附壁振荡的各个几何参数的最佳范围。优化结果表明,最小激励流量可低于主射流流量的10%以下。对垂直、平行和推挽激励方式分别进行模拟分析对比,明确了各个作用机制及特点。对优化模型进行实验验证表明,外激励振荡稳定可靠,频率与模态任意可控。(3)对振荡过程的效率,即振荡射流的总压保持率K进行了大量的模拟计算、优化分析和实验验证,在兼顾优良振荡性能的前提下,获得最大总压保持率所对应的各优化几何参数、优化激励参数和模态,使总压保持率达到85%以上。并且发现和证明,激励流量的冗余增加,除了对激励振荡更有效以外,还能增大总压保持率K,激励流的能量可低损地汇入主射流,并能改善分支流道的边界层流动。因此,为了保证激励效果和低能量损耗,激励流量大于最小流量的30%～50%是最佳的选择。(4)对激励流的非理想调制模态以及激励流峰值降低后,维持振荡所需激励流量的变化和对总压保持率的影响程度进行了数值模拟和实验研究。研究表明,拟正弦变化的激励流模态,除了使附壁切换略微滞后,激励能力降低不大,总压保持率也只降3～4%；而将激励流峰值压力逐步降低25%,仍可维持稳定振荡,但最小激励流量必须从主射流的12.8%增至23.6%,总压保持率随峰值压力基本呈线性地降低3%左右。而激励频率增高,主射流处于切换状态的时间占比增大,总压保持率降低；同时,激励函数占空比的降低同样会使主射流总压保持率降低。(5)针对气波管高效制冷对小占空比时均射流的迫切需要,研究一种能产生多股时均振荡射流分配的外激励多级振荡方法,分析并揭示其振荡机制,得出第二级振荡的总压损失不到第一级50%的结论。对其结构几何参数以及激励切换时机进行数值模拟优化和实验验证,获得二级振荡的总压保持率K高于80%的效果,远高于自激励单级振荡最高72%的水平。