具有均匀的外表面高温分布的微燃烧器在许多方面有着重要的应用,例如在微型热光电系统中微燃烧器是该系统最重要的部件。而氢能作为21世纪最具发展潜力的清洁能源,燃烧的能量密度可以达到锂电池的300倍左右、燃烧效率非常高。微燃烧器的燃烧和传热性能的提高是目前提高微能源供给系统的能量密度和能量转换效率的主要手段。在本文的研究中,以微燃烧器作为研究对象,利用数值模拟的方法在燃烧有效的基础上,使传热更加高效的原则,开展燃烧器的结构优化研究,来提高燃烧室外表面温度分布的均温性与高温性。首先,针对圆管型微燃烧器提出两种优化的微燃烧器结构——对冲型结构和带有环形挡板结构。针对化学反应区域导致的温度分布先升高后降低且有高温区存在的情况,利用数值模拟的方法对比分析对冲型结构与带有环形挡板的圆管型结构微燃烧器的热特性。其次,针对平板型燃烧器提出渐缩渐扩平板型燃烧器和带有挡板的平板型燃烧器两种优化的结构。通过数值模拟的手段分析优化后的微燃烧器结构对燃烧器外表面温度分布的影响,并分析氢气/空气混合物入口速度以及当量比对燃烧器热特性的影响。最后,提出一种新的平板型微燃烧器构型——四角入口式的平板型微燃烧器。结果表明与普通的平板型微燃烧器相比,四角入口平板型微燃烧器在外表面的高温性和均温性方面均得到了极大的改善。为研究不同的结构的因素对微平板型燃烧器热特性的影响,利用正交实验设计法和模糊灰色理论法比较四角入口型燃烧器结构的变化(入口数量、出口数量、燃料进入燃烧室的角度)对燃烧器外表面平均温度与外表面温度的标准差的影响大小。得到的结论为:对于燃烧器外表面平均温度,4入口4出口混合物进入燃烧室的角度为45°时为最优的结构。对于燃烧器的外表面温度的标准差,4入口2出口混合物进入燃烧室的角度为30°时为最优结构。