对于复杂的包含多组分的燃烧化学反应系统,直接求解详细反应机理方法需要的计算量通常难以承受,因此需要在模化过程中采用降低维度的方法来降低计算量。固有低维流形(ILDM)和计算奇异摄动(CSP)等方法被引入燃烧化学反应过程的简化计算中,同时基于以上思想提出了如火焰固有流形延伸(FPI)以及火焰面生成流形(FGM)等进阶计算方法,通过在原有的ILDM方法基础上加入了扩散等流动效应的影响,提高了模型模拟的精度。在FGM方法中,通过计算火焰面方程生成一系列的低维流形来捕捉火焰前沿的主要结构特征。通过流动和化学反应过程的解耦,可以大大简化求解燃烧场所需的计算量。基于预混和扩散火焰面的FGM方法已经被成功地应用于层流和湍流火焰数值模拟中,但对于受多种火焰机制控制的复杂燃烧结构,现有的火焰面模型方法无法准确还原当地的火焰结构。譬如基于扩散火焰面的FGM不能模拟部分预混火焰中的传播特征,而基于预混火焰面的FGM无法捕捉等混合分数面之间的扩散过程。不能较好的反映等混合物分数面之间的扩散效应。为了解决以上问题,由Nguyen等提出了多维火焰面生成流形的方法。基本思路为从化学反应流的基本方程出发,得到多维组分空间中的火焰面方程,进而发展为多维火焰面生成流形方法。例如在部分预混火焰模拟中,可以选取混合物分数Z以及火焰面反应进度变量E作为组分空间的坐标。通过同时求解扩散项和预混项对火焰面方程的贡献来捕捉火焰中的部分预混特征,从而通过增加求解维数的方法提高了火焰面模型的精度。该模型可以较好地处理扩散和预混两个不同的火焰特征,能够更好地用于部分预混火焰的数值模拟。本文采用火焰面坐标变换的方法,对常用的一维化学热力学建表方法,如层流稳态火焰面模型、预混火焰面生成流形方法等进行了详细分析,验证了不同建表方法在不同火焰机制中的适用范围。进一步分析了采用不同火焰面建表参数对层流稳态火焰面模型模拟精度的影响,同时对采用主元分析方法(PCA)重新定义火焰面反应进度变量进行了研究。在对一维火焰面模型的研究基础上,进一步依据多维火焰面生成流形的思路,发展了两种新的多维火焰面建表方法：基于对多维火焰面方程中的标量耗散率采用交互迭代修正的交互式多维火焰面生成流形方法,以及引入归一化的反应进度变量c替换火焰面进度变量Yc作为火焰面坐标得到的Z-c多维火焰面生成流形方法。通过对具有三岔火焰特征的层流抬举火焰以及一系列对撞部分预混火焰的模拟,采用直接求解详细化学反应方法的解作为参照解,以验证新的多维火焰面方法的精度,并与原有的基于一维预混FGM方法所得到的解进行了对比。数值模拟结果表明,多维火焰面模型可以同时捕捉火焰结构中的扩散和预混特征,相比一维火焰面模型,提高了数值模拟的精度。通过比较分析不同模型解得出,使用多维火焰面可以在大幅度减少计算量的前提下,达到接近直接求解详细化学反应的解的精度。