燃烧作为能源形式转换的重要手段，其性能直接关乎能源利用效率及排放问题。低温燃烧技术因其在节能减排方面具有显著的优势，近年来受到高度重视。然而，低温燃烧存在动力学机理复杂、燃烧稳定性差等问题，大大阻碍了其反应流分析及低温燃烧技术的推广。在该背景下，以低温燃烧反应流动力学模拟为目标，寻求适合低温燃烧模拟及等离子助燃的机理简化方法。本文的主要工作及成果如下：
　　①为了更好的简化低温反应机理，本文在既有路径通量分析法（PFA）的基础上完善了组分间相关系数的定义并耦合释热率分析，提出了适用于低温工况下的改进后耦合释热率的路径通量法（PFAHRR）。在其基础上开发了集机理预处理、简化计算和后处理为一体的集成机理简化工具ChemRC。为了验证PFAHRR方法在低温工况下对碳氢化合物燃烧机理的简化效果，基于庚烷、辛烷等燃料的燃烧动力学机理，对详细机理与PFA以及PFAHRR方法简化得出的机理在燃烧反应流模拟中的计算结果进行了对比分析。测试结果表明，相较于传统的PFA法，改进后耦合释热率的路径通量法具有更高的简化精度，新的机理简化方法为分析碳氢燃料的燃烧特性，尤其是低温动力学特性提供了有效的机理简化手段。
　　②等离子体助燃动力学分析必须面对数量庞大的组分及基元反应，而目前尚无成熟的机理简化工具。针对这一问题，本文提出了一种适用于含等离子的燃烧动力学机理的简化方法。为了简化等离子体助燃动力学机理，针对振动激发态反应，将振动激发态猝灭反应进行归类并以代表反应予以表征的方法进行机理简化。采用CH4/CO2/HE等离子体助燃动力学机理，计算了简化机理和详细机理在零维等离子体模型中的着火过程，并对着火延迟时间、温度、组分浓度等重要参数进行了对比分析。计算结果有效地证明了简化机理的精确性，验证了机理简化方法的正确性和有效性。
　　③为了验证本文所提出的机理简化方法在复杂反应流模拟中的可用性，并研究等离子体助燃的基本特性。本文基于PFAHRR方法简化机理，应用计算流体动力学软件FLUENT模拟甲烷/空气扩散射流燃烧过程。通过数值计算结果与实验结果的对比分析验证了模型及简化机理的精确性。通过研究在不同引燃流温度、不同输入能量、不同作用位置等条件下加入自由基后反应流的温度场以及主要自由基的变化，分析了等离子体助燃的机制及影响燃烧特性的主要因素。结果表明，在高温引燃流入口的自由基会使整体温度升高但不改变火焰形状，在低温引燃流入口的自由基会导致整体温度升高且射流火焰形状变化，在燃料流入口的自由基会使整个反应过程提前。
　　本文提出的改进后耦合释热率的路径通量法，以及集总多能级振动激发态猝灭反应的机理简化方法，能有效地实现碳氢燃料低温机理以及等离子体助燃机理的简化，为反应流的模拟创造了条件。