旋流驻涡燃烧室作为一种组合燃烧室概念被提出,其融合了旋流以及凹腔两种稳焰方式,与单一稳焰方式的燃烧室相比,在冲压发动机燃烧室高速入口来流条件下的稳焰效果更为可观。本文以深入研究旋流驻涡燃烧室的流动及燃烧特性为出发点,采用数值模拟方法,对燃烧室入口高速来流条件下的凹腔结构尺寸、入口旋流强度、凹腔燃料喷射机理、双凹腔燃烧室性能等方面研究分析,为工程实际中提供一种设计思路。首先,通过对不同凹腔结构尺寸以及入口旋流强度的模拟发现:在L/D=0.72 H/D=0.5以及入口旋流数S=0.1时,凹腔内阻力系数最小,腔内形成稳定的单涡,燃烧室总压恢复系数高,所以,认为在当前流动工况时的合理组合为:S=0.1,L/D=0.72 H/D=0.5。在此基础上,对燃烧室凹腔内的燃料喷射机理开展研究,对15种气体燃料喷口位置工况下燃烧室性能的研究发现:在case10(y_fore=37mm,y_back=30mm)、case11(y_fore=37mm,y_back=37mm)、case12(y_fore=37mm,y_back=42mm)这三种工况下,燃烧室冷态总压恢复系数略高于其他工况,而在燃烧流场中燃料射流位置对燃烧效率以及总压恢复系数的影响较小。为进一步研究燃烧室在不同燃料总当量比时的性能,在之前的三种燃料喷口位置条件下选取了4种不同的气体燃料流量工况,计算得出:除燃料极贫工况外,燃烧效率均达到90%以上,且case12工况时燃烧性能相对更好。此外,同样在先前三种喷口位置条件下,对液体燃料射流时燃烧性能进行了分析,得出:燃烧室总压恢复系数高于80%,燃烧效率大于99%,初步证明了液体燃料燃烧的可行性。为进一步提高燃烧室的稳焰性能,在原来的燃烧室结构基础上,设计了一种双凹腔旋流驻涡燃烧室,并对其性能开展相关研究。结果表明,无论采用液体燃料还是气体燃料,凹腔Ⅱ的引入,均能够保证燃料在更短的距离内实现更高效的燃烧,对于缩短燃烧室长度提高发动机推重比大有裨益,且燃烧效率均达到97%以上。