本文利用数值模拟技术为研究手段，采用气态乙烯为燃料，重点对交错尾部支板和凹腔结构组合进行了组合方式和组合位置的研究，可以为超音速燃烧冲压发动机燃烧室的设计提供参考。在进行支板和凹腔组合研究之前，需要分别选择一种性能较好的凹腔和支板结构，因此本文先对凹腔、支板的结构和位置进行了数值研究。通过研究凹腔长度变化引起的长深比变化、后缘角变化和喷注距离对燃烧室流场的影响，发现长深比增大不利于凹腔稳定火焰；后缘角的增大将减弱凹腔回流区的稳焰能力，使燃烧室燃烧效率降低；在凹腔上游壁面喷注燃料的燃烧室中，喷注孔和凹腔之间距离的选取应综合考虑燃料喷注方式和喷注压力的影响。通过研究交错尾部支板流场的特点，交错尾部支板上垂直喷孔的位置和孔径对流场的影响，发现交错尾部结构更有利于燃料与空气掺混；在交错尾部支板垂直喷注方式中，由于受到支板结构尺寸限制，存在一最佳喷注位置；对于给定的燃烧室条件，存在一个最佳喷注孔径，使燃料掺混效果最好。通过以上研究，发现了性能较好的凹腔和支板结构，然后对支板和凹腔进行组合，研究支板/凹腔组合方式和组合位置对燃烧室性能的影响。结果表明：支板和凹腔一体化组合可以发挥出支板的混合增强作用和凹腔的稳焰作用，燃烧室能进行有效的点火和稳定燃烧，并具有较高的燃烧效率；横向组合的凹腔内回流区卷吸作用强于纵向组合；凹腔远离交错尾部支板能促进燃烧火焰扩散，燃烧效率更高，总压损失更小。通过组合位置的研究，总结出了组合位置对燃烧室性能的影响规律，并得出性能较好的燃烧室结构方案。