El sobrecalentamiento local en cavidades amenaza seriamente el funcionamiento seguro de los motores scramjet. Para investigar el mecanismo de formación y los métodos de control del sobrecalentamiento local, este documento realiza simulaciones numéricas sobre el proceso de enfriamiento de estructuras de expansión súbita (S-E) de cavidad. Se establece y valida un modelo numérico tridimensional acoplado con reacciones de pirólisis a través de experimentos. Se analizan los efectos de las reacciones de pirólisis térmica y los parámetros del canal de enfriamiento sobre la distribución del flujo, y se realizan estudios comparativos con diferentes parámetros de canal. Los resultados muestran que las estructuras S-E son propensas a una distribución desigual del flujo de combustible, lo que lleva a fenómenos de sobretemperatura local, y las reacciones de pirólisis térmica agravan este fenómeno hasta cierto punto. Aumentar la relación de aspecto del canal puede mejorar la caída de presión en la entrada de la estructura S-E y mejorar la uniformidad de la distribución del flujo. Cuando la relación de aspecto aumenta de uno a ocho, la desviación de la distribución del flujo másico disminuye de 0.954 a 0.181. Una distribución de flujo más uniforme bajo una mayor relación de aspecto evita el sobrecalentamiento local en la estructura S-E y reduce el riesgo de coqueo causado por una pirólisis excesiva local. Este trabajo revela las características fundamentales de la transferencia de calor de enfriamiento en la estructura S-E de los motores Scramjet y puede proporcionar recomendaciones para el diseño de canales de enfriamiento.