近年来，微电子机械系统(MEMS)得到了快速发展，相应地其对能量供给的要求也越来越高。化学电池简单、可靠，普遍应用于各种微型设备上，但其能量密度低、不能持久和连续地供应能量，已经不能满足微型设备的需求。碳氢燃料的能量密度(45MJ/kg)大约是锂电池(0.4MJ/kg)的100倍，又具有成本低、环保等优势。以微型燃烧设备替代化学电池，用作微型设备的动力源，具有广阔的发展前景，也是今后微型能量系统的重要发展方向。微型燃烧室作为微型动力系统的核心部件，而制约性能的关键因素是能否在微小空间内能实现燃料的持续、稳定燃烧。本文以数值模拟为主要研究手段，探讨影响微尺度燃烧特性的相关因素，以期对小尺寸燃烧室的设计与优化给予理论指导并提供参考。　　 本文首先对壁面给定一定温度梯度的小尺寸光滑直管道内的燃烧过程建立了二维燃烧流体流动模型，通过改变入口流速、燃料混合物的当量比、流道的尺寸及壁面温度等参数，对甲烷和空气预混燃料的燃烧特性进行了数值模拟研究。研究结果表明，入口流速和当量比对微细圆形管道内的燃烧温度有着重要的作用。当当量比在0.3～1.7、入口流速在0.3～1.7m/s的范围内时，甲烷与空气预混气体才能发生显著的发光放热的燃烧反应；在当量比相同的情况下，随着入口流速的增大，轴线温度峰值出现的位置不断向下游移动，而且温度峰值有先升高后降低的趋势；管道尺寸对燃烧过程有着直接且非常明显的影响，在给定壁面一定温度梯度的情况下，1.5mm和2.0mm直径的小尺寸管道内可以发生甲烷/空气混合物的燃烧反应，但1.0mm直径的小尺寸管道只有当壁面的给定温度升高到一定的值后才能发生持续稳定的燃烧反应。　　 随后，为了改善小尺寸燃烧器内的燃烧特性，提出在燃烧管道内添加纵向肋来强化下游燃烧高温混合气体对入口空气-燃料混合物的预热作用以实现小尺寸管道内稳定燃烧。建立了小尺寸管道中带有肋片的三维燃烧模型，研究了肋片尺寸和数量对微燃烧特性的影响。研究结果显示在小尺寸管道内增加肋片，能使燃料燃烧放出的热量更有效地向上游迁移，使未燃气体得到更好的预热，有效防止熄火的发生；且数量更多的肋片向上游导热的作用更强一些，可使燃料在燃烧之前得到更好的预热，对小尺寸管道内的燃烧起到最有利的作用。