燃烧室是燃气轮机的核心部件,燃烧过程中会产生大量的有毒有害气体,对人类健康和自然环境造成严重影响。燃烧过程中产生的高温气体直接冲刷在燃烧室火焰筒壁面上,使燃烧室壁面的温度急剧升高。由于在持续高温的环境下工作,燃烧室壁面因受到较大热应力而产生蠕变变形甚至出现裂纹,最终会导致燃烧室的失效。本文采用数值模拟的方法,首先分析了不同旋流叶片角度（α）对燃烧室的温度、CO排放和出口模式因子的影响。结果表明,旋流器叶片角度的增大,增强了燃烧室内燃料与空气的混合,有利于燃烧反应的进行。CO的排放随着旋流叶片角度的增大而减小,但增大旋流叶片的角度,会导致燃烧室壁面温度升高。当旋流器叶片角为55°时,燃烧室出口温度分布最均匀,出口模式因子（PF）比叶片角为40°时降低了66.4%。以复杂燃烧室模型研究对象,分析了不同冷却孔倾角（β0=30°,60°,90°,120°,150°）和不同孔型结构（圆柱孔,锥形孔,扩散孔,和三种不同出口长宽比的矩形孔）对燃烧室燃烧和冷却效率的影响。结果表明,当β0为30°时冷却效果最佳,出口温度分布也最均匀,和β0为150°时相比较,整体冷却效率和出口温度分布均匀性分别提升了34.52%和5.92%。当β0为30°时CO排放量最少,和β0为150°时的最大CO排放量相比减少了32.05%。结果还表明,在不同的冷却孔型结构中,矩形孔（L1=d）的冷却效果最佳。和圆柱孔相比,当冷却孔为扩散孔、矩形孔（L2=0.5d）和矩形孔（L1=d）时,整体冷却效率分别提升了15.72%、9.54%和21.73%。当冷却孔为锥形孔和矩形孔（L3=0.2d）时,整体冷却效率分别降低了70.41%和20.23%。本文最后采用自定义函数（UDFs）探索了一种新型冷却方式,即利用等离子体对冷却射流以及壁面附近的流体控制作用,提高冷却效率。分析了不同激励电压（0 k V、4 k V、8 k V、16 k V、20 k V和24 k V）对流场以及整体冷却效率的影响。结果表明,将等离子体施加在燃烧室壁面冷却孔后方,会使壁面附近的流体速度增加,同时使冷却射流更加贴近壁面,可以减少燃烧室壁面的局部高温区域,降低燃烧室壁面峰值温度。施加8 k V等离子激励电压时,整体冷却效果最佳。与施加0 k V电压时相比,当施加电压为4 k V、8 k V和16 k V时,壁面的整体冷却效率分别提高了2.80%、3.33%和2.66%;当施加电压为24 k V时,壁面整体冷却效率降低了1.5%。