双环预混旋流燃烧室采用三旋流中心分级燃烧方式,兼有贫油预混预蒸发和贫油直接喷射燃烧方式特点,具有燃油雾化效果好、燃烧效率高和污染物排放量低等优点,已经被应用在LEAP发动机开发和研制中。本文采用常规燃烧室设计经验公式计算并设计了双环预混旋流雏形燃烧室,应用Pro/E软件建立了燃烧室三维几何模型,应用ANSYS ICEM CFD软件对燃烧室计算域进行网格划分,并应用ANSYS FLUENT软件对计算域数学模型进行求解。对双环预混旋流燃烧室内流动、燃烧和污染物生成特性受各级旋流器旋流数、燃油分级比例和油气当量比等参数影响规律,开展了数值模拟研究,研究内容如下:首先,利用FLUENT软件对头部三级旋流器各级旋流数不同的燃烧室进行冷态流场以及燃烧反应流场研究,结果表明:值班级两级轴向旋流器旋流数的改变对燃烧室冷态流场的影响很小,而主燃级径向旋流器旋流数对燃烧室气流结构有很大的影响;随着旋流器旋流数的增大,燃烧室出口温度分布更均匀,污染物排放量降低,但旋流数过大燃烧室性能有所下降,适当增大旋流器旋流数有利于提高燃烧室性能。然后,选定第一级旋流器旋流数为0.454、第二级旋流器旋流数为1.024、径向旋流器旋流数为1.237组合方式的燃烧室,探究燃油分级比例对燃烧室性能的影响,结果表明:随着主燃级燃油比例增大,火焰筒内高温区明显减小,燃烧室出口温度分布更均匀,且污染物排放量降低,因此在保证燃烧稳定的前提下,应使主燃级燃油比例尽可能大。最后,在主燃级与值班级燃油比例为9:1的条件下,研究了当量比对燃烧室性能的影响,结果表明:当量比的增大使燃烧室出口平均温度提高,但污染物的排放量也会增大。