乙醇作为一种常见的液体碳氢燃料,近年来,木质纤维素作物生产第二代生物燃料技术的进步,使得乙醇作为燃料更具发展潜力。同时,构建以乙醇为燃料的准确高效的燃烧反应动力学模型,是开展微小尺度下乙醇燃烧反应动力学模型与计算流体力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）软件耦合计算的基础,对于深入了解和认识乙醇微小尺度燃烧过程,设计和开发高效环保型乙醇微型动力燃烧装置具有重要意义。由于乙醇详细机理规模相对较大,会导致计算时间过长以及计算刚度问题,难以直接应用于复杂燃烧的耦合计算。为此,本文对乙醇详细燃烧反应动力学模型进行了简化和优化,并基于优化改进的机理与CFD软件的耦合计算,分析了乙醇微小尺度燃烧特性的影响规律。主要工作如下:（1）比较分析了不同简化方法对乙醇详细机理的简化效果。以劳伦斯利弗莫尔国家试验室（Lawrence Livermore National Laboratory,LLNL）开发的乙醇详细机理（57种物质、383个基元反应）为研究对象,在18个不同的初始温度、压力和当量比的条件下,采用基于误差传播的直接关系图（Directed Relation Graph with Error Propagation,DRGEP）、基于误差传播的直接关系图后的敏感性分析（Sensitivity Analysis after Directed Relation Graph with Error Propagation,DRGEPSA）和全物种敏感性分析（Full Species Sensitivity Analysis,FSSA）三种方法进行简化,对比分析了简化机理和详细机理对点火延迟时间和层流火焰速度的预测值。结果表明:三种方法得到的简化机理规模分别为DRGEP机理（44种物质、286个基元反应）、DRGEPSA机理（33种物质、178个基元反应）和FSSA机理（26种物质、130个基元反应）;与详细机理相比,三种简化机理预测的点火延迟时间最大相对误差分别为7.48%、9.81%和16.09%,预测的层流火焰速度最大相对误差分别为15.08%,17.73%,33.61%。DRGEPSA方法得到的简化机理综合预测性能较好,这主要是由于DRGEPSA机理相对DRGEP机理规模小且在层流火焰速度混合物浓度较稀（φ<1.0）时预测性能更好,综合效果最优。（2）基于分级优化的思想采用不同扰动幅度的指前因子扰动法对乙醇简化机理进行了优化。利用敏感性分析和反应速率（Rate of Production,ROP）分析,确定关键基元反应,运用指前因子扰动法对关键基元反应速率常数的指前因子给予V1～V6的初级扰动;结合初级扰动的结果、敏感性分析和ROP分析,进行了有针对性的次级扰动,最终整理出了13个调整的指前因子变化量,并整合成最终的优化机理。对比分析了详细机理、简化机理和优化机理对点火延迟时间、层流火焰速度和主要物质浓度的预测值。结果表明,V4扰动下的优化结果初步达到了预期效果,三者的预测误差分别为12.07%、6.44%和7.92%～17.18%;详细机理三者的预测误差分别介于11.07%～13.57%、2.81%～5.06%、4.70%～15.25%;简化机理分别介于12.74%～15.16%、5.27%～10.18%和4.71%～17.62%;最终的优化机理分别介于11.57%～13.65%、3.31%～5.46%和4.71%～16.07%。优化机理优于简化机理且与详细机理的预测效果更为接近,这主要是由于优化机理通过修正关键基元反应速率常数使预测能力得到了提升。（3）开展了乙醇微小尺度燃烧特性的数值模拟。利用微小尺度扩散火焰的燃烧试验装置,测量了不同乙醇流量/空气流量/燃烧器石英管内径下的火焰形态和火焰温度。将优化后的乙醇机理与Fluent软件进行了耦合计算,建立了乙醇微小尺度燃烧计算模型。将实验结果与模型的计算结果进行了对比分析;探讨了不同燃烧器石英管内径对主要物质浓度、关键基元反应速率、温度场和速度场等乙醇微小尺度燃烧特性的影响规律。结果表明,火焰高度和火焰宽度的最大相对误差小于10%,火焰温度的最大相对误差小于5%,验证了计算模型的准确性;中轴线上与管口距离的增加,乙醇宽度不断增加,浓度逐渐减小;中轴线上随管径的增大,火焰最高温度降低了12%,生成物的浓度峰值降低了8%～18%,化学反应速率减小了27%～56%;x轴向随管径的增大,主要中间产物峰值增加了30%～50%;随管径的增大,燃料流和空气流的热对流引起速度提升了约50%,这主要是由于内径越小,越体现出微细尺度效应,有利于乙醇微小尺度各燃烧特性性能的提升。