燃气轮机燃烧室的工作情况直接决定了涡轮的进口参数和整台机组的性能参数，所以燃烧室的合理设计非常重要。同时，在燃烧室结构中，头部结构对燃烧室的工作性能起到决定性的作用，所以对燃烧室头部结构的设计也尤为重要。本文利用Fluent软件对带有三级旋流器且采用分级供油方式的燃烧室燃烧性能进行了研究。研究的首要工作是参照单级旋流器的设计方法，为燃烧室的头部设计出多种结构相似但参数不同的三级旋流器组合方案。研究的中心任务是对带有三级旋流器的燃烧室的冷态场和燃烧场进行数值模拟，同时根据模拟结果对比分析三级旋流器的各级参数对燃烧室流场的影响。此外，本文还对应用了三种不同湍流模型模拟的燃烧室流场进行了对比分析。最后，本文对三旋流燃烧室在采用不同供油方式情况下的冷态场和燃烧场进行了对比研究。本文在对燃烧室头部三级旋流器结构进行设计时，着重考虑了三级旋流器的尺寸匹配问题。而在利用Fluent软件进行燃烧室数值计算时，采用的是Realizablek双方程湍流模型，ED燃烧模型，采用颗粒群轨道模型来描述液相油滴的运动轨迹和变化历程。对控制方程采用迎风的差分格式进行离散，壁面处理采用标准壁面函数法，采用SIMPLE算法求解离散方程。根据本文的整个研究过程及所参阅的相关文献表明，所设计的三旋流燃油分级燃烧室流场组织以及各参数分布均较为合理，设计方案能够满足设计要求；根据研究结果表明，燃烧室三级旋流器的各参数对燃烧性能有着不同程度的影响，其中以叶片安装角的影响最为明显。论文的研究结果可以为三旋流燃烧室的优化设计提供一定的依据。