本文以某型三级旋流燃烧室火焰筒冷却方案设计参数为基础,针对多斜孔、复合角和冲击/气膜三种冷却方式开展三维数值模拟研究,在相同单位面积冷气量条件下,对比分析了流量系数和有效温比变化规律。主要结论如下:在研究范围内,多斜孔冷却气膜在第7~8排孔位置充分发展,孔径减小,有效温比明显升高、流量系数降低;随着展向倾角增大,有效温比略有降低、流量系数变化较小;随着冲击孔孔径增加,冲击/气膜冷却结构的导流环下壁面温度降低、下游壁面温度变化较小、流量系数升高;此外,冷却壁面的开孔率增大,各种结构的壁面内外压差均呈降低趋势,冷却效率变化规律不尽相同:多斜孔和复合角的冷却效率升高,而冲击/气膜的冷却效率降低。在此基础上采用多斜孔、复合角和冲击/气膜冷却方式设计了7种火焰筒冷却方案,并开展了试验研究。试验研究表明:随着进口温度和油气比的升高,火焰筒壁面温度升高;随着进口速度的变大,壁温略有降低;冲击/气膜+多斜孔方案中:随冲击孔径增加,壁温明显降低;随多斜孔孔径增加,壁温变化较小;全多斜孔方案中:随着孔径的减小,壁温降低;主燃孔出流对周围及下游气膜叠加有较明显的影响;与没有展向倾角的多斜孔方案对比,复合角方案没有明显优势;若不考虑导流环壁温,第三级旋流器出流对主燃区壁面具有冷却作用。