激波/湍流边界层干扰是超声速/高超声速推进系统内流中普遍存在的流动现象,对推进系统气动性能和稳定工作裕度均有着至关重要的影响。本文利用理论分析与数值仿真发展了自由干扰理论在宽范围内对激波/湍流边界层干扰诱导分离平台压的内禀相似律;然后研究了激波发生器下游膨胀扇对入射激波/湍流边界层干扰流场压强分布和分离区特征尺度的内在影响机制;最后,利用二维控制体动量平衡分析方法构建了入射激波/湍流边界层干扰分离区尺度的预测模型。首先,为了准确的求解激波/湍流边界干扰迎风侧的分离激波,本文发展了自由干扰理论在宽范围内对激波/湍流边界层干扰诱导分离平台压的内禀相似律。通过深入分析入射激波诱导的湍流边界层平台压影响因素,发现了自由干扰理论中无量纲平台压函数值的两个关键描述参数——来流边界层形状因子和无量纲分离包高度,并提出了无量纲平台压函数值的一种新缩放方法。利用公开文献中的实验、直接数值模拟和大涡模拟数据,绘制了缩放之后的无量纲平台压升函数值随无量纲分离包高度的分布,发现数据重叠性优良,拟合曲线的确定系数R~2约为0.875,且预测相对误差在±10%以内。随后,利用数值仿真研究了下游膨胀扇入射位置对入射激波/湍流边界层干扰沿程壁面压强分布和分离区尺度的影响机制,发现分离区尺度应与再附点处的压升息息相关,进而提出了分离区尺度和再附压升之间新的无量纲缩放方法。结合公开文献中入射激波/湍流边界层干扰、压缩拐角激波/湍流边界层干扰和正激波/湍流边界层干扰的实验和高精度仿真结果,给出了宽范围(0≤Cpr≤0.6)内的无量纲分离区长度随再附点压强系数Cpr的分布特性,其拟合曲线的确定系数R~2为0.909,表明本文提出的缩放方法能够合理的描述分离区尺度与壁面再附压升之间的内在联系。不仅如此,此项研究还有助于界定本文动量平衡分析模型的适用范围。最后,本文从动量平衡的角度建立了无下游膨胀扇影响的入射激波诱导湍流边界层分离区尺度的预测模型。针对入射激波诱导的湍流边界层分离区构建二维控制体,并在宽马赫数和雷诺数范围内分析控制体进出口动量差、压差力和壁面摩擦力之间的相对大小关系,从而确定动量平衡分析原则。在此基础上,利用动量平衡方法来预测入射激波/湍流边界层干扰分离区的特征尺度,并确定了动量平衡求解过程中所需的一些特征物理量之间的内禀关系式,预测的结果与公开文献中的实验结果吻合较好。