由于安全性好、信息获取丰富等固有特点,基于动力学机理的燃烧反应流模拟被视为燃烧理论研究及技术研发不可或缺的重要手段,并受到广泛关注和大量使用。由于燃料燃烧动力学机理的复杂性,直接采用详细机理的反应流数值模拟常常需要面对难以承担的计算资源问题,为此,合理的机理简化已成为燃烧反应流模拟实施的前提,并已成为燃烧领域一个重要研究方向。燃烧机理简化方法的性能直接关乎简化机理的合理性和简化过程的方便性,如何有效平衡机理精确性和复杂度一直是机理简化方法发展的重要方向。针对路径通量分析方法存在的组分间关系系数定义不够清晰,基元反应不确定度影响未曾考虑的问题,本文提出了改进型路径通量分析机理简化方法,并耦合基元反应不确定度以实现燃料机理的高效简化,通过典型燃料燃烧动力学分析及典型燃烧反应流数值模拟测试验证了方法的合理性和有效性。本文主要工作及相关成果如下:针对当前常用的路径通量分析机理简化方法（PFA）在组分间关系系数定义不清晰的问题,改进了组分间关系系数的定义式。PFA的组分间关系系数定义式以生成反应与消耗反应速率的最大值或平均值为参考量,致使组分间关系系数的占比意义不够明确,可能导致组分取舍不够合理。本研究重新定义了组分间的关系系数,并结合热释放率误差直接控制的思路,提出了改进型路径通量机理简化方法ECF,在其基础上升级了简化软件工具Chem RC。为了验证ECF简化方法的有效性和精确性,分别用PFA和ECF简化方法对低碳燃料甲烷和高碳燃料庚烷燃烧的详细机理进行简化,并比较了不同机理对典型工况下绝热火焰温度、着火延迟时间、火焰传播速度、重要组分浓度的预测能力,结果表明ECF机理简化方法具有更佳的简化性能。针对传统机理简化方法未考虑基元反应不确定度进而导致对简化机理的性能仅能基于均值进行评价的问题,在路径通量分析机理简化方法的基础上耦合不确定度计算,以拓展其机理简化的能力。立足于基元反应参数的不确定性,构建基元反应的不确定度与着火延迟时间、火焰传播速度等参数不确定度的映射关系,并以之为基础对机理简化过程中的待选机理进行评估,以进一步选择最优机理。测试结果表明,在确保简化机理精度的前提下,本文所提出的方法在有效减小机理规模的同时,可得到不确定度最小的简化机理。为了获得等离子助燃碳氢燃料燃烧简化机理,针对振动激发态分子,提出基于辨识的低温等离子体中振动激发态反应加权集总并耦合ECF的机理简化方法。以CH4/CO2/He详细机理为基础,对其进行机理简化,并使用Chemkin软件零维均质模型进行模拟计算,验证了该简化方法的精确性和有效性。为了验证简化机理在反应流模拟中的可用性,采用悉尼大学polited jet燃烧器,用Fluent19.0对射流火焰Flame D进行数值模拟。在主燃流、引燃流中分别加入自由基模拟含等离子体的碳氢燃料燃烧,并通过改变引燃流初始温度,模拟加入自由基后的燃烧温度场以及重要粒子浓度的变化,分析等离子体的助燃机制。结果表明,在高、低温条件下,O、OH自由基均能有效促进燃烧反应进程,且自由基O的促进作用更明显。综上所述,本文提出的ECF机理简化方法、耦合不确定度的机理简化方法以及基于辨识的低温等离子体中振动激发态反应加权集总并耦合ECF的机理简化方法能够对碳氢燃料燃烧机理进行精确且有效的简化,为反应流数值模拟提供有效的机理简化方案。