随着航空发动机向着高温升/低排放方向发展，传统燃烧组织方式逐渐不再能满足未来先进航空发动机对于燃烧室性能的要求,而中心分级分区燃烧技术的高燃烧效率，高温升与低排放的优点使其成为了未来航空发动机燃烧室的重要发展方向。基于中心分级分区燃烧技术，本文设计了三种不同主燃级旋流数与三种不同主燃级气量比例的三级旋流器头部结构方案，通过数值模拟与实验相结合的方式，探究了燃烧室冷态与热态流动特征、火焰结构，点、熄火动态火焰发展过程以及出口温度场等燃烧特性。得到结论如下：
　　（1）燃烧室存在明显的中心回流区与角落回流区，回流区高速随总压损失变化较小；在偏离中心子午面35mm的纵截面，燃烧室头部流动由大尺度角落回流区主导，其高度可以达到燃烧室整体高度的2/3。主燃级旋流数增加会提高燃烧室头部附近的湍流脉动与雷诺应力；主燃级气量增加会增加主/预燃级之间的剪切作用。
　　（2）随着当量比增加至0.5和0.6，剪切层前端位置P1进入回流区内部逆流区，速度在0附近脉动；中段P2位置速度脉动在当量比为0.5时最大，峰值速度可达到34m/s；后段P3位置脉动速度峰值随着当量比变化较小，均在12m/s左右；
　　（3）燃烧室内火焰结构呈“V”型，强反应区稳定在头部附近的高速射流与回流区边界上的内剪切层；当量比越大，回流涡内燃烧强度越高，反应区无量纲面积从0.325增加到0.38，反应区面积标准差从0.015增加到0.024，火焰结构不稳定性加剧；随着总压损失的增加，反应区无量纲面积先从0.345增加到0.375，之后又降低到0.360，无量纲面积的标准差从0.0124增加到0.0138，反应区不稳定性加剧。
　　（4）随着总压损失的增加，基准方案B1的点火时间从38.4ms增加到73.6ms，贫油点火当量比也从0.58增加到0.68。随着点火初始当量比的增加，火焰传播时间从75ms减小到39.3ms，火核在回流区内部的径向传播时间明显缩短，大尺度火焰回传时间减少。
　　（5）主燃级旋流数增加带来的高拉伸率会提高强反应区面积，降低反应区无量纲面积的标准差，火焰更加稳定；点火时间增加，点火当量比也增加。同时主燃级旋流数增加会使熄火性能恶化。
　　（6）主燃级气量比例增加会降低反应区面积，同时减小反应区面积标准差，火焰稳定性增加，点火时间随着主燃级其亮度增加而减少，点火性能得到改善。