NOx作为主要的大气污染物之一,具有诸多方面的危害。据统计超过四分之三的NOx是燃料燃烧过程中排放的。因此,深入地探究燃烧过程中NOx的形成机理、并发展高效的NOx排放模型,是发展低NOx燃烧技术的先决条件,对于生态环境的保护及可持续发展至关重要。传统的NOx机理诊断方法效率低下、鲁棒性差,且基于表观参数研究NOx形成过程,不足以深入揭示NOx形成机理。化学爆炸模式分析方法（CEMA）是一种严格、系统的数值诊断方法,它主要是基于“计算奇异摄动（CSP）”理论,首先对燃烧控制方程中的化学反应源项的雅克比（Jacobi）矩阵做特征转换,从而对化学爆炸模式（CEM）进行燃烧机理诊断,能定量显示反应流中各网格点处的化学反应动力学特性,具有系统、高效、准确、鲁棒性强等优势。本论文拟基于CEMA方法,对燃烧场中NOx形成机理及主导因素做系统、深入的揭示,有望填补该领域内的理论空白,为相关研究提供理论与方法支撑。本文以层流对冲扩散火焰与层流伴流射流火焰为研究对象,采用二甲醚（DME,CH3OCH3）为目标燃料对上述两种火焰进行数值研究,采用CEMA方法对数值解进行诊断分析,探讨CEMA方法应用在NOx排放领域的可行性,并在此基础上深入揭示NOx形成机理及主导NOx排放的控制因素。本文主要的研究内容以及相关结论如下:（1）首先,结合DME的详细反应机理与连续趋近算法进行稳态对冲火焰的数值模拟,从稳定燃烧状态开始逐渐增加火焰拉伸率、直至熄火,获得了整个可燃范围内的稳态数值解,然后重点基于CEMA分析,探究了流场拉伸对NOx排放机理的影响规律。结果证实了CEMA理论在NOx排放方面应用的可行性;另外,EI和PI指数能够通过寻找重要组分和基元反应有效地揭示NOx的排放路径。（2）基于CEMA方法所揭示的对冲扩散火焰的NOx生成机理如下:对冲扩散火焰在低拉伸率的很长一段区间内NOx排放路径主要是快速型和N2O型,而接近熄火临界点处高拉伸率下NOx形成路径主要是NO2型和快速型;在对化学当量等值面处的具体分析中发现,反应R309与反应R371分别在低和高拉伸率条件下对NOx排放影响最显著。（3）本论文还针对DME射流扩散火焰,结合详细的DME反应机理模拟了层流条件下DME伴流射流扩散火焰稳定燃烧过程的数值解,并基于CEMA方法重点分析了整个矩形计算区域内NOx的生成机理。经过分析发现整个计算区域内的EI值主要由NO和NO2占主导。NO的EI值主要出现在靠近喷嘴入口侧,而NO2的EI值主要出现在靠近出口侧。（4）在伴流射流火焰的高温区域内（T＞1500 K）,反应R309、R313、R316的PI值较大,此区域内的NOx排放路径主要是热力型和N2O型。此外,在更为广阔的区域内,燃烧过程中所产生的CO、CO2对NOx生成机理有一定影响,R360和R359成为此区域内影响NOx形成的主要基元反应。另外根据PI值的大小对整个计算域内的NOx排放路径进行了准确识别与划分。