近年来，随着全球气候问题的日益突出，燃气轮机污染物排放控制引起了学术界与工业界的广泛关注。天然气是一种高效清洁、资源丰富、低碳环保的燃料，以天然气为燃料的燃气轮机已成为国内外燃气轮机技术的重要发展趋势。同轴分级燃烧技术作为一种有效的低排放燃烧技术，采用中心级与主燃级共同工作的气动分级燃烧组织模式，来实现燃烧室的宽边界高效、稳定以及低排放燃烧。在同轴分级燃烧室中，中心级的燃料喷射、输运特性直接决定了燃烧室的点火边界以及联焰问题，是同轴分级燃烧室设计的重要瓶颈之一。针对上述问题，本文以某天然气同轴分级模型燃烧室为研究对象，采用数值模拟方法开展了如下研究工作：
　　(1)基于同轴分级燃烧室中心级结构，对中心级轴向孔与斜径向孔不同布置方案展开研究，分析不同燃料量时轴向孔径、孔数以及斜径向孔径、孔数、孔角度对燃料分布的影响规律，并确定在本文研究范围内燃料孔布置方案更合理的中心级结构，进行后续分析。
　　(2)在点火工况下基于所确定的中心级结构，分析中心级轴向孔与斜径向孔燃料不同分配方法对燃料分布、温度分布以及燃烧中间产物分布的影响规律，同时在保证总燃料量不变的前提下，将一定质量流量的轴向孔或斜径向孔燃料分配至第一级燃料孔，对比分析燃料分配前后燃料分布、温度分布以及燃烧中间产物分布的变化规律。
　　(3)在低工况下固定中心级燃料量，加入第一级预混燃料，分析不同第一级燃料量对燃料空气掺混分布、温度分布以及燃烧特性的影响规律，此外在点燃第一级预混燃料后，将中心级燃料退出，对比分析中心级燃料退出前后温度分布以及燃烧特性的变化情况。