Power MEMS即基于MEMS的微能源动力系统,是通过利用燃烧等化学反应能量,实现超高能量密度的能源动力系统,在航空航天、通信、生物医学、国防等领域具有广阔的应用前景,将给现代社会带来重大而深远的影响。国内外已经相继开展了对它的研究,但是开展的研究大都着重于技术和工艺为题,在制约系统成败的关键问题,仍然没有突破性的进展。本论文提出了一种Power MEMS燃气涡轮发电机结构,其主要由多级引射燃烧室和涡轮组成。使用FLUENT软件模拟其内部流场,并与试验数据进行对比分析。通过模拟和实验,发现存在的问题并提出了改进方案。首先,介绍了基本的守恒定律包括:质量守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律。采用了合理的物理模型和数值计算方法,包括控制方程、物质传输理论、有限体积法及合理的边界条件等,对流体流动进行建模。介绍了CFD求解过程。其次,对引射器进行了理论计算和数值模拟。运用计算流体力学软件FLUENT模拟了引射器的工作过程,分析了压力和引射比对流体的影响,以及引射器对燃烧的影响。再次,介绍了微型涡轮发电机燃烧室的特点,模拟了多级引射燃烧室的工作过程。建立多级引射燃烧室流体动力学模型,模拟了燃气的卷吸、混合、燃烧过程。通过模拟发现,多级燃烧室有效的将氢气和空气混合,混合气体在燃烧室内点燃并完全燃烧。多级引射器有效混合了燃气,而且提高了燃气的质量流量,有助于提高燃气的利用率。最后,对样机进行了数值模拟和实验研究。六叶片涡轮由于存在严重的漏气现象,提出了八叶片涡轮的结构形式。通过模拟和实验,对比了六叶片涡轮和八叶片涡轮的性能。分析了设计的不足之处,并提出了改进意见。