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本文采用数值模拟技术研究湍流燃烧的非预混燃烧问题，包括三个方面的工作：非预混湍流燃烧的PDF模拟、拉伸层流火焰面的稳态和非稳态动力学特性分析以及非预混湍流燃烧的火焰面模拟。所采用的数学物理模型包括：标量PDF方法、多尺度κ-ε湍流模型、基于结点的MonteCarlo算法、空间推进算法、假定光学薄输运的辐射模型等。详细讨论了不同湍流脉动和标量脉动时间尺度比Cφ(Cφ=1.0、1.5、2.0和一个非等尺度模型)、不同小尺度混合模型(IEM模型、MCurl模型和EMST模型)、不同反应机理(GRI-Mech2.11、3.0详细机理和ARM2简化机理)和火焰辐射对火焰结构、局部熄火和氮氧化物排放预测的影响。对Cφ的取值进行了讨论，对不同混合模型的性能进行了评估，并提出采用详细化学反应机理研究湍流燃烧问题的必要性。对加州大学Berkeley分校的抬举H2/N2湍流射流火焰进行了PDF模拟，比较了不同详细反应机理(CONAIRE机理、GRI-Mech2.11机理和MUELLER机理)的模拟结果，分析了它们对火焰抬举特性和自燃特性的影响，评估了不同反应机理的性能并指出了其缺陷。