本文综合发展智能燃烧室的需要和驻涡燃烧室的特点,基于高温升燃烧室的基本要求,选择以单凹腔驻涡燃烧室为平台,结合智能燃烧室技术进行探索性研究。通过理论分析,数值模拟和试验验证等方法开展了智能驻涡燃烧室流动特性与燃烧性能等方面的研究。主要研究成果包括:(1)总结梳理了目前国内外智能燃烧室和驻涡燃烧室的研究成果和关键技术并进行了分析和研究,完成了挡流板结构和变流量调节系统的设计,通过数值模拟的方法完成了智能驻涡燃烧室变几何基本方案以及气动结构参数、流量分配、油气分配的设计和优化工作。(2)对智能驻涡燃烧室开展了性能数值模拟研究,结果表明:流量分配受进口马赫数和进口总温的变化影响很小,受遮挡面积比的改变影响较大。挡流板的设置明显起到了调控流量分配的作用,且不会对流场结构造成太大改变。总压损失系数随进口马赫数增加而明显增加,基本不受进口总温和遮挡面积比影响。流阻系数基本不受进口马赫数和进口总温影响,随遮挡面积比上升略有增加。研究中获得了燃烧性能随进口总温、进口马赫数、总油气比和挡流板位置等研究参数的变化规律。(3)对智能驻涡燃烧室开展了性能初步试验研究,结果表明:总压损失系数随进口马赫数增加而明显增加,基本不受遮挡面积比影响。流阻系数随进口马赫数增加整体呈下降趋势,随遮挡面积比上升有小幅上升趋势。在常温下,点火和熄火总油气比随着遮挡面积比的上升先增加后减小,在进口总温为387K和487K时,点火和熄火总油气比变化不再那么明显,但在更低的供油压力下,熄火总油气比会有一定的变化。点火和熄火总油气比整体随进口总温增加而减小,且减小速度逐渐变慢。在相同遮挡面积比下,燃烧效率随燃烧室总油气比增加而明显增加,增加幅度随遮挡面积比上升而减慢。在相同总油气比下,燃烧效率随遮挡面积比上升而增加,增加幅度随总油气比增加而下降。以上研究结果为智能燃烧室今后的设计发展和进一步研究提供了基础和参考,为探索和设计新型发动机燃烧室提供了思路。