目前主流的湍流燃烧模型分为火焰面类模型和概率密度函数类模型,火焰面类模型的最大优势就是在考虑详细化学反应机理的同时,极大提高了计算效率,但不足的是其受燃烧模式影响较大;而概率密度函数类模型的优势在于具有高精度特点,其可以利用实时求解变量的概率密度函数的方法精确地考虑湍流与化学反应之间的相互影响,但不足的是计算量较大。本文主要目标在于将两类主流模型进行良好地结合,较大限度地达到计算精度和计算效率的完美结合,最大程度地发挥两类模型的优势。在结合的过程中,本文选用火焰面类模型中应用广泛的且计算结果良好的火焰面生成流型模型(Flamelet Generated Manifolds,FGM),概率密度函数类模型中在软件层面上更易实现的欧拉随机场方法(Eulerian Stochastic Field,ESF)。本文在理论层面上构建可拓展的基于耦合ESF/FGM方法的湍流燃烧模型,并基于开源计算流体力学软件OpenFOAM,开发了这一款新型湍流燃烧数值模拟求解器。在算例模拟方面,本文选用实验数据丰富的且被众多学者作为验证开发模型算例的美国Sandia国家实验室发布的系列湍流射流扩散火焰,首先,利用Sandia系列火焰的D火焰验证了耦合ESF/FGM的湍流燃烧RANS模型的准确性、先进性和软件兼容性。其次,利用Sandia系列火焰的D、E、F火焰,模拟验证了耦合ESF/FGM的湍流燃烧LES模型的准确性和先进性。该模型有效改善了该方法的RANS模型中存在的诸多问题。该方法的LES模型不仅预示精度有了更大的提升,而且具有较强的对于局部熄火和再次点火燃烧等燃烧现象的捕捉能力。在进一步的拓展应用研究当中,对耦合ESF/FGM模型添加了雾化、弥散和蒸发等液相子模型,基于OpenFOAM平台开发了一款基于耦合ESF/FGM方法的湍流喷雾燃烧数值模拟求解器,本文选用实验数据同样丰富的荷兰代尔夫特大学发布的Delft Spray-in-Hot-Coflow(DSHC)火焰作为算例进行模型验证。模拟结果验证了耦合ESF/FGM的湍流喷雾燃烧LES模型的准确性、先进性和可拓展性。该模型相较于未采用ESF方法的原FGM模型,计算精度有了大幅提升。