近二十年来,大涡模拟（LES）已成为研究湍流反应流的一种十分有前途的工具。然而,湍流部分预混火焰的LES计算仍然是一项艰巨的任务。悉尼大学和桑迪亚国家实验室设计了一种新型燃烧器,对湍流部分预混火焰进行了实验研究,燃料/空气混合管回缩至主射流出口平面以内,可提供不同程度的非均匀入流条件。该燃烧器模仿了大多数实际系统的关键特性,在非均匀入流条件下,存在多流混合和多种燃烧模式共存现象,有利于改善火焰的稳定性。本研究针对复杂的悉尼大学非均匀入流燃烧器火焰工况开展LES计算,探讨了REDIM-PFDF和m DTF-REDIM两种亚网格（SGS）燃烧模型的性能。这两种SGS燃烧模型均基于化学反应-扩散流形（REDIM）机理简化技术,但在REDIM-PFDF和m DTF-REDIM SGS燃烧模型中,对湍流与化学反应相互作用的建模分别采用的是假定概率密度函数（PFDF）方法和改进的动态增厚火焰（m DTF）方法。REDIM机理简化技术将详细的化学动力学简化为二维的化学表,该表使用CO2(YCO2)和N2(YN2)的质量分数作为简化坐标。研究发现:针对YN2在亚网格尺度内的概率分布,假设其为顶帽形状（Top-hat）是解决多流混合问题的一个合适选择。与经典动态增厚火焰（c DTF）燃烧模型不同,在m DTF-REDIM模型中,存储了一个附加查询表,用于查找层流火焰厚度和火焰速度参数,这些参数是火焰场中混合分数的函数。本工作首先采用REDIM-PFDF燃烧模型对FJ200-5GP-Lr75-57（FJ57）,FJ200-5GP-Lr75-103（FJ103）和FA200-5GP-Lr75-45（FA45）火焰工况进行了计算,随后采用m DTF-REDIM模型对FJ57火焰工况进行模拟。本工作的主要结论如下:REDIM-PFDF燃烧模型计算得到的混合分数、几种组分的质量分数和温度等,均与实验数据吻合良好。此外,散点图和火焰指数分析表明:对于非均匀入流型的火焰工况（FJ57）,在射流出口附近分层预混燃烧模式占据了主导地位,这增强了火焰的稳定性;而在接近均匀入流的火焰工况（FA45）中,扩散燃烧模式在射流出口附近占主导地位。通过Wasserstein Metric分析方法对REDIM-PFDF模型计算的3个工况结果进行了定量评估,结果显示所有工况的LES计算结果相对于实验结果,其误差均接近于1个标准偏差范围内,这验证了REDIM-PFDF燃烧模型的良好性能。对于接近熄火状态下的FJ103火焰工况,REDIM-PFDF模型很好地捕捉到了火焰面上出现的孔洞现象,计算得到的OH自由基的瞬时变化过程及其散点图均很好地显示了局部熄火现象的出现。将m DTF-REDIM燃烧模型计算的FJ57状态结果与c DTF-REDIM燃烧模型的结果进行了对比,发现其预测得到的混合分数、各种组分的质量分数、温度等与实验结果的吻合度均略有改善。此外,采用Wasserstein Metric分析法对它们计算结果的精度进行了定量评估,结果表明:相对于实验结果,m DTF-REDIM模型的计算误差小于1个标准偏差,从而验证了该模型良好的计算精度。