为满足现代航空发动机变工况运行特性,双旋流燃烧器应运而生。但是目前对双旋流器火焰结构的可视化研究较少。本文主要对双旋流燃油燃烧器的火焰结构及燃烧特性进行了实验研究和数值模拟。关注点主要在于探究当量比,双旋流器内叶片安装角及双旋流器内外旋流器相对旋向对火焰结构及燃烧特性的影响,并试图从流场结构入手分析产生这些影响的原因。实验中采用平面激光诱导荧光(OH-PLIF)技术对火焰结构进行诊断,使用热电偶及气体分析仪对燃烧特性进行测量。在对火焰结构进行定量分析的过程中,本文定义了火焰发展轨迹曲线,火焰偏转角,火焰起始偏角及火焰面积等四个定量参数。在数值计算部分,使用Fluent软件对实验工况下的燃烧过程进行数值模拟,并比照实验结果对数值模拟结果的准确性进行分析。最后使用数值计算中得到的流场数据,对双旋流器燃油火焰的位置及形状进行了分析。研究结果发现:当量比和可以连续变化的双旋流器几何参数对火焰结构的影响都存在一个特征值,这些特征值将影响火焰结构的变量划分为不同的区间,在每一个区间内,不同类别的变量对火焰结构的影响强弱不同;内外旋流器的相对旋向对燃烧室出口温度分布的不均匀性几乎没有影响,但同向双旋流器的NO排放比反向双旋流器低。内旋流器叶片安装角越大,NO排放越低,但其对燃烧室出口温度分布没有规律性影响。双旋流器燃油火焰稳定存在于流场中一个特定区域内,当量比会影响该区域的特点,在高当量比下,该区域内径向速度处于最小值,而在低当量比下,该区域内切向速度处于最小值。