论文以航空发动机燃烧室火焰筒冷却需求为依据,针对航空发动机火焰筒内外侧压差小的燃烧室火焰筒壁面冷却及异型扰流层板-狭缝气膜冷却等问题展开研究。主要基于发动机燃烧室的真实工况,取环形燃烧室研究对象,对燃烧室火焰筒壁面进行传统槽缝气膜冷却、多直孔气膜冷却及多斜孔气膜冷却三种冷却结构设计,对各个冷却结构燃烧室的燃烧、流动、传热进行三维模拟仿真,得出:多种冷却结构中,多直孔冷却结构和多斜孔冷却结构代替传统气膜冷却结构,其所需冷却气量下降高达34%;多斜孔冷却结构及多直孔冷却结构的火焰筒壁面温度梯度与传统槽缝气膜冷却结构相比,有了大幅度的下降;与多直孔冷却结构相比,多斜孔冷却方案其流阻更小,冷却效率更高。基于TBCC火焰筒复杂热载荷,探索新的冷却方式,取火焰筒壁面的一个小的单元体,开展了异型扰流层板-狭缝气膜冷却结构的流动传热特性研究。该异型扰流层板以三种扰流柱形状、两种扰流柱布置方式、三个冲击孔直径以及两个冷气出口倾斜角为设计要素,采用正交试验设计方法设计9种异型扰流层板,通过数值模拟计算的方法掌握其流动传热特性。研究表明:该层板冷却结构前端冲击冷却区域的换热较强;随着流向距离的增加,扰流柱通道内的换热逐渐减弱;从层板冷却结构的绝热气膜冷却效率来看,圆形扰流柱的最高,菱形扰流柱的次之,梅花形扰流柱的最低;同时,绝热气膜冷却效率随着进气口直径的增大而增大,并且30?冷气出口倾斜角度的较45?时的高。