本文首先对现有成熟的双燃料及低排放燃烧室相关技术进行了调研,并在此基础上以某天然气干式低排放燃烧室为原型进行了双燃料低排放燃烧室设计。主要针对原型天然气喷嘴进行改型设计,增加了轻柴油燃油喷射点,并通过重新设计旋流器实现贫燃预混条件来控制火焰温度,保证实现较低的NOx排放要求。本文根据双燃料燃烧室的特点提出了大涡数值模拟的策略,并在OpenFOAM平台上开发了可同时处理气体和液体两种燃料燃烧的大涡模拟(LES)CFD计算程序。开发的CFD程序针对文献中的经典射流预混火焰进行了程序验证,结果表明本文提出的大涡模拟FGM湍流燃烧模型成功地预测了温度、速度、组分等信息,大涡模拟结果与实验值吻合良好,证明了模型的准确性和可靠性。使用验证的CFD程序首先对原型燃烧室开展了数值模拟工作,并将预测结果作为设计干式双燃料低排放燃烧室的依据。以本课题设计的双燃料燃烧室为计算对象,采用自行开发的CFD计算程序分别对天然气和轻柴油两种工况进行了大涡数值模拟,验证结构设计的合理性和能够满足设计指标的要求。数值模拟计算结果表明本课题开发的大涡模拟CFD计算程序可以真实再现双燃料燃烧室内的典型流动和燃烧化学反应特征,对燃烧室内的扩压流动、旋流流动、燃料的喷射、雾化和蒸发过程、及与空气的湍流混合过程、具有有限速率的化学反应、预混和非预混燃烧、射流掺混过程等进行了真实的数值预测。根据数值模拟的计算结果验证了干式双燃料燃烧室设计的结构合理性,能够满足本课题的设计指标要求。利用本研究开发的计算程序可以为燃烧室设计人员在燃烧室设计阶段提供实验无法得到燃烧室内部实际工作过程,对燃烧室的优化设计具有十分重要的指导意义。