随着计算机和数值计算理论的发展，数值模拟成为燃烧学和工程中一个非常重要的研究手段。由于计算量的问题，计算流体力学软件中只能耦合较小的机理来计算多维的复杂燃烧模型。碳氢燃烧反应动力学机理随着燃料的分子量增加，呈越来越复杂的趋势，往往包括成百上千个组分。目前常用的几步反应机理因为太简单，准确性和提供的信息量满足不了工程应用中的需求。因此将详细机理合理地进行简化，提高计算效率是燃烧学与工程应用领域中的一个重要课题。本文采用骨架与总包方法及两者相结合的方法对详细机理进行简化。骨架简化方法是在特征值分析的基础上发展的一种新的方法。该方法在简化过程中考虑了反应时间尺度对整个反应过程的影响。应用该方法对GRI1.2进行简化得到了21组分，83反应的甲烷燃烧骨架机理。在不同的误差阈值下，简化GRI3.0机理得到了CSPSK26(26组分，120反应)和CSPSK30(30组分，140反应)甲烷燃烧骨架机理。这些机理都能准确地预报详细反应动力学机理的重要信息，且能比较准确地符合实验结果。总包机理简化采用奇异摄动方法。文中介绍了该方法的基本原理及对其进行的修正。采用奇异摄动法分别对氢气、甲烷和乙烯燃烧机理进行了简化，得到的总包机理与详细机理的计算结果对比表明了该方法可以应用于小分子碳氢燃料机理的简化，并有较高的准确性。正十烷是煤油替代燃料中的重要组成部分，本文对118组分，527反应的详细正十烷燃烧机理，用特征值骨架简化法得到了70组分，327个反应的骨架机理。在这个骨架机理的基础上用奇异摄动方法进一步进行了总包简化，讨论了方法修正前后所得到的机理的差别，并用修正后的方法分别简化得到了低温工况下的着火总包机理和高温工况下的燃烧总包机理，验证了这两个机理在各自工况下的准确性。结合两种工况最终得到了34组分，38反应的总包机理。这个机理不论是在低温点火还是燃烧过程都有较高的准确度。结果表明，特征值骨架简化法和修正后的奇异摄动法得到的简化机理能较准确地预报详细机理的计算结果和实验结果，并大幅地减少计算量，为进一步应用于工程实际问题奠定了基础。