燃烧数值计算在发动机设计中扮演着重要作用,燃烧动力学机理能在很大程度上决定该数值计算过程能否准确掌控燃料的释热规律、流场的精细结构以及污染物的反应路径。但目前数值求解由大型燃烧机理组成的动力学系统仍然是个挑战。此外,基元反应速率系数的不确定性也会给燃烧数值计算带来更多挑战,即该不确定性会对燃料演化过程中的关键路径及活跃基元反应产生巨大影响。因此开发带有速率系数不确定性的简化方法（即全局简化方法）能有效提高燃烧数值计算在实际中的应用并发挥其指导功能。针对传统简化方法会受速率系数不确定性影响的问题,本文开展了该不确定性在获取简化机理最小尺寸方面对各简化方法影响的研究。研究结果表明,基元反应速率系数不确定性的存在确实会严重影响图解法和敏感性方法所得的简化机理尺寸,比如在简化正癸烷燃烧动力学机理时,图解法得到的各简化机理尺寸最大相差近40个组分;在简化正庚烷燃烧动力学机理时,局部敏感性方法得到的各简化机理尺寸最大相差15个组分。考虑速率系数不确定性下大分子碳氢燃料反应动力学机理简化的计算量,本文提出了联合传统简化方法和全局简化方法的方式简化大分子燃料动力学机理;针对目前传统简化手段不能很有效获取精简简化机理的现状,本文提出了权重法及改进型图解法。小组分、大组分及多组分的碳氢燃料动力学机理简化表明,相比传统简化方法,权重法及改进型图解法能获取更精简的简化机理。在宽初始条件下的乙烯动力学机理简化中,权重法可得到仅包含35组分的乙烯简化机理、38组分的正庚烷简化机理及145组分的包含低温效应的三组分航煤简化机理。针对简化带有速率系数不确定性的碳氢燃烧动力学机理,本文开发了全局组分敏感性方法。研究结果表明,此方法可精准得到速率系数不确定性下各组分的重要次序,并可得到非常紧凑的全局性简化动力学机理。在宽范围下的乙烯动力学简化中可得到仅31个组分的全局性简化机理,在正庚烷燃烧动力学简化中可得到仅37组分的全局性简化动力学机理,而且该全局性简化机理不仅能给出动力学机理宏观燃烧特性的误差范围,还能在标准速率参数下准确预测宏观参数。此外,在宽范围下简化含低温效应的三组分航煤动力学机理时,权重法配合全局组分敏感性方法可得到仅包含124组分的全局性简化机理。针对简化机理动力学特性分析的问题,本文提出了基于敏感性系数的相似性方法,分析简化机理较原机理动力学特性的偏差程度。研究结果表明,传统评判简化机理的准则可能导致简化机理的动力学特性出现偏置,使简化机理呈现不完全或缺失比较严重的动力学特性,严重影响简化机理在数值计算中的适用性和表征程度。因此,本文提出了基于相似性的方法分析简化机理,并选择了符合实际应用的可靠性简化机理。