湍流燃烧过程广泛的存在于交通运输工具和能源生产系统中,如飞机汽车发动机、电站锅炉等。湍流燃烧按其燃料和氧化剂的初始混合状态可以分类为：非预混燃烧(扩散燃烧)、预混燃烧和部分预混燃烧。非预混燃烧和预混燃烧是燃烧的两种极限状态,然而在实际情况,湍流燃烧过程中往往同时存在预混燃烧和非预混燃烧,只使用单一一种燃烧模型来模拟这种多模态同时存在的燃烧是有欠考虑的。针对这种情况,本文基于FGM (Flame Generated Manifolds)思想建立了多模态的湍流燃烧模型。本文首先使用OPPDIF程序和PREMIX程序分别计算一维层流非预混、预混火焰,得到非预混、预混火焰结构。然后根据FGM思想,将复杂的化学反应空间投影到低维空间中建立层流FGM预混／非预混表,达到简化化学反应减少燃烧过程中的计算量的目的。对于建立层流FGM非预混表来说,使用了混合物分数来表征化学反应全场信息的量；在建立层流FGM预混表时,使用了进程变量作为表征化学反应全场信息的量。为考虑湍流效应对层流火焰面的影响,假设其服从Beta函数分布引入了Beta-PDF积分,建立湍流FGM预混／非预混表。最后结合火焰判断指数区别燃烧过程中预混和非预混区域,建立了基于FGM的多模态火焰湍流燃烧模型,并将此模型引入大涡模拟湍流燃烧中。本文使用FGM多模态模型计算了悉尼大学甲烷／空气湍流射流燃烧实验,并与实验结果对比。结果表明,火焰判断指数能正确区别燃烧区域中预混和非预混；预测得到的流场信息和化学组分、温度都与实验结果吻合的很好。同时将本模型与单表的FGM非预混计算结果对比,结果表明,FGM多模态模型预测结果较单表预测结果有一定的提高,特别是燃烧产物有明显的改进。论文最后对全文进行了总结,指出FGM多模态燃烧模型存在的主要缺点和不足,并提出了进一步改进的地方。