论文以火箭基组合循环(RBCC)发动机燃烧室燃料和空气高效掺混技术为研究背景,综合运用了平面激光纳米粒子散射(NPLS)技术、粒子图像测速(PIV)技术、激光测振技术和大涡模拟(LES)数值仿真方法研究了不同凹腔长深比隔板的振动特性,并分析了凹腔隔板对超声速混合层的影响。通过模态分析得到了不同构型隔板的前六阶模态,以及各阶模态频率的变化规律。凹腔的引入能改变隔板的固有频率,长深比为13的凹腔隔板前四阶固有频率有明显提升。通过实验方法分析了超声速来流隔板的振动特性,发现振动能量主要集中在隔板固有频率的前两阶附近,说明隔板的前两阶模态对振型贡献最大。另外,从流体掠过凹腔和凹腔反馈机理两方面探究了凹腔的自激振荡机理。通过NPLS技术对1mm平隔板、5mm平隔板以及5mm凹腔隔板的基本流场结构进行了直观的分析。比较了凹腔隔板与平隔板以及不同凹腔长深比之间的流场特征。通过跨帧技术分析了超声速混合层流场时间演化特征,利用PIV实验数据结果提取了混合层厚度和混合层增长速度指标,混合层增长速度在引入凹腔后有明显提升,但随凹腔长深比的增加不断下降。此外,在NPLS实验的基础上,提出隔板自激振动与NPLS同步的试验方法,探究了隔板振动位置对超声速混合层流场的影响,发现隔板振动位置相对靠上时流场混合更剧烈。