近现代以来,大量的化石燃料的燃烧所带来了环境污染问题越来越受到广泛的关注,燃烧产生的碳烟就对人体和环境都有着很大的危害。研究火焰中的碳烟的粒径信息有着很重要的意义。碳烟粒径信息的准确获取有利于研究碳烟生成机理,降低污染排放,推动节能减排,保护生态环境。时间分辨的激光诱导炽光法是一种测量层流火焰中的碳烟粒径的激光原位诊断方法,具有高精度的时间与空间分辨率,它通过实验结果与建模方法相结合,能推断出火焰燃烧中碳烟粒径的信息。准确获取粒径信息的一个关键就是碳烟粒径模型的建立。火焰中碳烟颗粒通常以碳烟聚集体的形态存在,然而绝大多数模型基于火焰中的碳烟颗粒是单颗粒的观点进行建模,许多模型作者通过改变模型参数修正聚集体的影响性,这种做法有一定的合理性并且有许多的研究成果,但为了进一步获取更合理的粒径值,就必须对碳烟聚集体进行深入研究,从底层分析聚集体对碳烟发光特性的影响,优化碳烟粒径模型。本研究建立了考虑了聚集体影响的碳烟粒径模型,对原本的基于单颗粒碳烟观点的模型进行优化,通过对单颗粒碳烟粒径模型与对碳烟聚集算法生成的碳烟聚集体性质的分析,设立不同的修正因子用以表达碳烟聚集体与单颗粒碳烟的差异特性,从而进行碳烟粒径模型的优化。同时,对于计算误差较大的碳烟升华项,本文使用了低激光密度能量的激光进行模拟与实验,以消除碳烟升华项的影响,并在模型公式中舍弃了碳烟升华的能量变化项及其带来的质量变化项。而针于碳烟聚集体形态各异,难以逐个分析的特点,本研究以碳烟聚集体中初级粒子数N为基准,将聚集体分组,获取每组的平均特性。通过火焰模拟软件对火焰中的N值分布进行求解,从而能够进行火焰中碳烟粒径二维分布的测量。结合实验数据与模拟结果,得出优化后的模型比单颗粒碳烟粒径模型的结果更合理的结论。