本文采用数值模拟技术研究湍流射流扩散火焰。包括三个方面的工作：湍流射流扩散火焰的一维湍流(ODT)模拟，湍流射流扩散火焰的变密度一维湍流(VDODT)模拟，及ODT作为亚尺度模型和大涡模拟(LES)的耦合。讨论中涉及到了多方面的燃烧物理现象，如不同的扩散效应，氮氧化物的排放特性，局部熄火和再燃现象等。 针对美国Sandia国家实验室TNF工作组测量的湍流射流扩散火焰H3，采用详细的化学反应机理，基于多分量扩散属性，进行了ODT数值模拟。通过和实验数据的对比，详细的验证了模拟的精度及模型的有效性。结果显示出，程序能够生成合理的湍流火焰结构，精确预测了湍流火焰长度。对温度场及主要组分的模拟结果能够较好的符合实验结果。对于NO的生成进行了预测。讨论了不同的扩散效应。详细的研究了局部熄火和再燃现象。在固定Re数为10000的情况下，对两个具有不同全局混合速率的火焰进行了模拟。模拟结果显示出熄火现象主要发生在近喷口区域。随着全局混合速率的增加，局部熄火的区域也随之增加。在熄火区域，主要污染物NO迅速减少。熄火是一个快速的过程，而与之相对应的再燃过程则较为缓慢。以上研究充分显示出一维湍流作为一个独立的模型，能够细致的求解湍流与化学反应的耦合作用。 将VDODT模型应用到了湍流射流扩散火焰的数值模拟过程中。通过和实验数据的对比显示出模型具有较高的模拟精度。通过和ODT模型的对比，揭示了二者模拟结果的差异。 在不可压Navier-Stokes方程的框架下，实现了ODT和LES的耦合。通过和Kang在2003年测量的衰变湍流实验数据的对比，验证了ODT和LES耦合的有效性及模拟精度。模型准确的预测了在下游不同位置的实验能谱。并生成了精确的关于速度二阶统计量的概率密度函数曲线。