本文以超声速气流中液体横向射流的混合特性为主要研究对象,采用两相大涡模拟数值方法及实验研究手段,对平板液体射流及带凹腔的煤油射流混合特性进行了研究。基于Euler-Lagrange体系在现有气相大涡模拟的基础上发展了两相大涡模拟数值方法,建立了求解超声速两相流动中稀疏液雾运动、蒸发及破碎过程的数学模型,并给出了由于离散相存在而引出的液滴定位及优化方法、三线性插值方法等特殊数值处理方法。超声速气流中平板水射流的数值仿真结果较为详细地揭示了液体射流与横向气流之间存在的强烈相互作用过程。发展了TAB破碎模型,计算结果很好地解释了实验观测到的射流破碎拉丝现象。采用PIV技术及两相大涡模拟方法分析了喷注压降、喷孔直径对平板煤油射流混合特性的影响。对比研究表明喷注压降增大或喷孔直径增大均使煤油液雾及煤油气相组分的穿透深度及展向扩展范围增大。相比于喷注压降,喷孔直径对流量影响更为显著,喷孔直径的增大对煤油气相组分的扩散范围影响更大。下游带凹腔的煤油横向射流研究表明液体射流的存在使得凹腔内部流动模式发生显著转变。凹腔内部煤油液雾的浓度及煤油气相组分的质量分数受喷注压降、喷孔直径及喷注距离影响显著。针对各影响因素,通过对凹腔内局部当量比及局部温度场的分析,分别给出了最适合凹腔内点火的参数范围。