超燃冲压发动机是一种在大气层内实现高超声速飞行的新型吸气式动力装置,是当前推进技术领域别的研究前沿,而超声速燃烧技术是其研究重点。本文提出一种新型的中心稳焰超燃冲压发动机设计方案,并完成了相应的二元模型结构设计,运用数值模拟方法,对该中心稳焰超燃燃烧室的燃烧组织展开了一系列研究。主要内容和结论如下:首先,提出了分区双支板和多支板两种中心稳焰超燃燃烧室设计方案,并分别对其冷流场和油雾场进行数值模拟。研究发现,多支板中心稳焰燃烧室模型的支板尾缘能够形有利于对点火和火焰稳定的回流区,同时多支板间的相互作用能够在流场中形成有助于燃烧组织的低马赫数区域。燃油主要集中在燃烧室中心位置,壁面附近并无燃油,可以实现中心燃烧。流场结构和油雾场结构较双支板分区方案时均更为合理,且三支板情况下的油雾场结构要略优于采用五支板方案时。其次,选取三支板中心稳焰超燃燃烧室方案,对其几何构型进行优化设计。结果表明,在前后支板间距离X=40mm,双支板间距离Y=10mm,双支板支板厚度为6mm时,燃烧室内能够形成稳定合理的回流区和低马赫数区域,并保证较小的总压损失。同时,通过改变喷油孔的位置对燃烧室油雾场进行了优化。研究表明,当单支板上下壁面喷嘴和双支板外壁面喷嘴均位于支板前缘,双支板内壁面喷嘴位于支板尾缘时,燃烧室内燃油掺混较为合理。最后,研究了供油方案、油气比等对该二元超燃燃烧室模型燃烧性能的影响,并对燃烧效率进行了计算。可知,当燃油流量为0.5kg/s时,油气比ER=0.5,既保证燃烧室的自持燃烧,同时还可保证较大的释热量和较小的损失。上述研究结果表明,中心稳焰超燃燃烧室是一种合理、高效、稳定的超声速燃烧装置。本文在数值模拟方面对其结构和性能的探索,为后续实验研究起到了指导意义。