在我国当前能源领域，“2030年碳达峰、2060年碳中和”乃是首要任务。氢燃料燃气轮机的研发在我国能源设备领域占据着重要的突破地位，是支撑碳达峰、碳中和实施方案的关键途径之一。燃料轴向分级燃烧技术作为重型燃气轮机领域目前最先进的低污染解决方案，该项技术将传统的头部单一燃烧反应区域转化为沿轴向分布的二级反应区域。通过研究主燃区与再燃区燃料空气供给的动态协同，能够显著抑制热声振荡现象与降低氮氧化物的排放。

本课题紧扣现代燃气轮机的发展需求，深入探究低排放、宽工况燃烧室热声耦合振荡燃烧特性，重点针对轴向再燃燃气轮机燃烧室振荡燃烧的火焰结构与压力脉动特性展开研究。项目整体预期通过试验与计算分析研究，将轴向再燃的方式分别与常见的狭缝与旋流喷嘴、钝体凹腔稳焰技术结合，总结掌握轴向再燃燃烧条件下的流热耦合机理。着力于轴向再燃燃烧室燃烧不稳定性研究，并提出抑制方法。

针对轴向分级再燃燃烧室的燃烧特性。本项目总结狭缝再燃与旋流再燃燃烧室对氢燃料火焰燃烧不稳定性的抑制效果以及钝体凹腔稳焰技术对富氢燃料的稳焰效果，并对相应的氮氧化合物排放特性进行了分析。通过对燃烧室火焰图像、温度与压力脉动的试验分析与仿真模拟，掌握了碳氢燃料燃烧条件下的流热耦合机理。为高效低碳燃气轮机燃烧室的国产化设计提供技术支持。