本文以超燃冲压发动机隔离段为研究对象,采用风洞实验与数值模拟相结合的方法,对非对称来流条件下矩形截面隔离段的流动特性及控制规律进行了研究。以非对称来流大宽高比隔离段直连实验为主,辅以相应的三维数值模拟,开展了大宽高比隔离段流动特性研究。发现非对称来流条件下大宽高比隔离段流动特性,如激波串结构、耐反压能力、壁面升压规律等与小宽高比隔离段流动存在显著差异。AR≥3.5时,将隔离段当量直径替代经典的Waltrup公式中的隔离段高度,能获取更佳的准确计算大宽高比隔离段内激波串长度公式。设计大宽高比隔离段时不能简单直接应用小宽高比隔离段的研究成果。采用隔离段直连实验和数值模拟方法发展了几种能有效提高隔离段耐反压能力和缩短其长度的流动控制措施。所研究的斜楔(平直、前掠和后掠斜楔)、狭缝抽吸和自循环引流装置均能有效地改善隔离段性能。特别是后掠斜楔,风洞试验表明它能提高隔离段抗反压能力9.89%,缩短隔离段长度达到15%,提高总压恢复系数2.3%。研究表明后掠斜楔优于其他斜楔的关键点在于后掠斜楔的斜面与侧壁面存在较大压差,在侧壁面拉出的流向旋涡在下游的卷吸作用增大了低能流的动能,从而提高了隔离段抗反压能力。而抽吸狭缝是利用它与分离流的压差吸除狭缝附近的低能流,减弱了激波和附面层的相互作用,使得激波串压缩能力增加,与无抽吸作用相比,更能稳定激波串在抽吸狭缝附近。与附面层抽吸不同,自循环引流措施无需外加能量并且不会造成流量损耗。它利用自身旁路与隔离段出口的巨大压差来“抽吸”大宽高比隔离段尾部分离流以减轻隔离段的分离情况,以此来缩短激波串长度。斜楔、抽吸狭缝和自循环引流旁路的位置以及几何参数对激波串长度的影响甚大,为使得隔离段性能更好,应当合理选取它们的位置和几何参数。通过机械装置周期性地节流模拟下游脉动的反压并采用动态压力测量技术和统计分析方法实验研究了非对称来流下隔离段内激波串受迫振荡现象,揭示了其基本特征:隔离段能有效隔离不同频率不同波形周期性脉动反压对上游未扰动流的影响。在激波串受迫振荡影响区域,壁面压力脉动主要由激波受迫振荡诱导的,难以观察到第二特征波的影响,可是在隔离段尾部以及激波振荡区域前部,却可明显观察到第二特征波对上游压力脉动的影响。厚附面层的下壁面激波振荡区域内压力脉动前传时以指数规律衰减,而薄附面层的上壁面压力脉动的方差呈现波动特征。