贫燃预混燃烧作为一种非常具有发展前景的新型燃烧技术,在提高燃烧效率、降低污染排放方面发挥着重要的作用,它被越来越多地应用到实际的工业燃烧当中。然而,贫燃预混燃烧也存在着诸如自燃、回火、热声振荡等一系列的安全问题。目前,学术界针对贫燃预混火焰展开了大量的实验以及数值模拟研究工作。其中,数值模拟方法的成本低、可靠性高,可以有效减少工作量,同时数值模拟的结果也可以用来指导实验以及设计的工作,可以缩短研究开发的周期,因此受到越来越多人的关注和使用。在当前所使用的三种数值模拟方法中,大涡模拟（LES）方法作为一种折中的方法,相较于传统的雷诺平均（RANS）方法具有更高的模拟精度,而计算量又远小于直接数值模拟（DNS）方法,能够描述非稳态的燃烧现象,因此被越来越多地用于燃烧模拟当中。在对湍流燃烧进行LES计算的时候,一个合适的亚网格燃烧模型是必需的。本研究针对贫燃预混火焰提出了一种基于动态火焰增厚模型（Dynamically Thickened-Flame,DTF）和反应扩散流形技术（Reaction-Diffusion Manifold,REDIM）的亚网格燃烧模型。使用REDIM方法对详细反应机理进行简化,生成一个低维简化流形,然后再利用DTF模化策略考虑湍流与化学反应之间的相互作用,将该低维流形与湍流场耦合起来,从而构建了一种新的REDIM-DTF亚网格燃烧模型,在提高计算效率的同时,能够保持一个较高的模拟精度。为了验证所构建的REDIM-DTF模型的性能,采用它对著名的PRECCINSTA燃气轮机模型燃烧器全局当量比分别为0.75和0.83的两种贫燃预混旋转火焰展开了LES计算。将计算的结果与实验数据以及采用原来的DTF模型计算得到的结果从速度、温度、主要组分、中间组分、瞬时火焰面面积等方面进行了详细的定性和定量的分析对比。通过对比分析发现:REDIM-DTF模型计算得到的结果与实验数据总体上吻合良好,与原先DTF模型的计算结果也非常接近,说明用REDIM-DTF模型来计算贫燃预混火焰是完全可行的;在预测速度、温度以及主要组分的信息时,REDIM-DTF模型的结果与实验结果吻合得很好,但是预测得到的CO质量分数的分布情况,与DTF模型的结果相比表现出了较大的差异,这可能与两种模型所使用的不同反应机理有关;与原来的DTF模型的计算相比,REDIM-DTF的计算效率提升了约15%;在对贫燃预混火焰进行模拟计算时,只要符合单调变化、单值函数这两个基本条件,一维REDIM表采用何种组分质量分数来作为反应进程变量对计算结果的影响不大。理论上,所构建的REDIM-DTF模型可以很容易应用于计算部分预混燃烧火焰,只需要相应地增加REDIM表的维数,如引入N₂的质量分数来考虑当量比的变化情况。