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燃烧室是航空发动机的重要部件,其性能高低对飞机的性能具有重要影响。现役的燃烧室不能同时满足燃烧效率高、总压损失小、燃烧稳定、污染物排放低,出口温度场分布均匀等要求,因此研究及提出新型燃烧室对发动机性能提高具有重要意义。本文以先进旋涡燃烧室(AVC)为研究对象,以数值模拟方法与理论分析相结合的方法,提出及研究了三通道进气AVC及其改进形式,并对带导流片结构的三维环形AVC进行了研究。首先,本文提出一种三通道进气的环形AVC结构,研究了不同进气结构参数下,后钝体高度与前钝体高度比(H2/H1)、腔体宽度与前钝体高度比(L/H1)下对燃烧室性能的影响。结果表明,在L/H1=0.4~0.5、H2/H1=0.4~0.7及L/H1=0.6~0.7、H2/H1=0.4~0.5的范围内,AVC内能够形成稳定的双涡对结构;燃烧室的总压损失系数及燃烧效率随着H2/H1增大呈现先减小后增大的趋势,并且这种趋势不受L/H1及进气结构参数的影响,表现很强的规律性;能形成双涡对下的三通道进气AVC与双通道进气AVC相比,总压损失系数仅增加0.12%的前提下,却得到燃烧效率11.59%的大幅提高。其次,为了增强凹腔热源与主流之间的掺混,使所提出的三通道进气AVC能为工程应用储备技术,提出了一种基于楔形火焰稳定器的三通道进气燃烧室,并数值模拟了楔体参数对燃烧室性能的影响。结果表明,在总压损失系数有限的情况下,中间通道楔体能够显著提高燃烧效率,降低出口NO排放含量、改善出口温度分布;在研究范围内,楔体角度θ=80o,楔体宽度与燃烧室长度之比D/S=3.5%,楔体距钝体距离与钝体高度之比L/H1=1~2时,燃烧室综合性能最好。再次,对于带导流片的三维环形AVC,本文研究导流片结构参数对三维环形AVC性能的影响。带有导流片的AVC的凹腔能够形成双涡对,该双涡对在中间截面最大,越往两侧双涡对越小,在后钝体左右两侧则变为单涡对;导流片结构参数在c/H1=0.2、e/B=0.2、b/L=0.1时燃烧室综合性能最好。在此基础上,本文进一步研究了进气速度、温度、当量比燃烧室性能的影响,结果表明,进气当量比增大基本不影响凹腔涡核内位置变化,但内侧涡对变小,燃烧效率有所降低,总压损失系数有所增大;进气温度升高则有利于燃烧室凹腔驻涡、降低总压损失系数、增加燃烧效率;但二者的升高都会使燃烧室温度变高,出口NO排放含量增加;相较而言,进气速度对燃烧室性能影响较小。最后,论文对全文进行了总结并指出了进一步研究的方向。