Aufgrund schwindender Ressourcen an fossilen Brennstoffen und strengen Abgasnormen stehen neue Verbrennungstechnologien heutzutage vor zwei groβen Herausforderungen. Diese sind angesichts verschärfter Emissionsvorschriften und gemäβ globaler energiepolitischer Maβnahmen zum einen die Steigerung des Verbrennungswirkungsgrades und zum anderen die Entwicklung und Anwendung von brauchbaren Strategien zur Reduzierung von Schadgasen. In diesem Zusammenhang spielen Kohlenstoffabscheidungs und -speicherungs Technologien (CCS, engl. carbon dioxide capture and storage) eine entscheidende Rolle zur Verringerung des Ausstoβes von CO2 . Ein wichtiger Aspekt der CCS-Technik ist hierbei die Oxidation von Erdgas unter Oxyfuel-Verbrennungsbedingungen. Trotz deren Relevanz gibt es derzeit jedoch nur sehr wenige wissenschaftliche Beiträge zu dieser Technologie, weshalb Verbrennungsprozesse unter Oxyfuel-Bedingungen noch weitgehend unverstanden sind. Das Ziel der vorliegenden Arbeit besteht in der Entwicklung und Anwendung eines fortschrittlichen numerischen Verfahrens zur Simulation von Verbrennungsprozessen unter Oxyfuel-Bedingungen. Dieses wurde in die OpenFOAM-Umgebung integriert und ist in der Lage die Interaktion zwischen der turbulenten Strömung und der Verbrennung für nicht vorgemischte Verbrennungsregime korrekt wiederzugeben. Das vorgeschlagene Verfahren ist geeignet für numerische Strömungssimulation welche auf der Lösung der Reynolds-Gleichungen (RANS) oder auf Grobstrukturansätzen (LES) basieren. Es besteht aus einer transportieren Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion (PDF) im Kontext der Eulerschen stochastischen Felder Methode (ESF) kombiniert mit einem Chemiereduktionsmechanismus welcher auf einer Flamelet-Fortschrittsvariabel (FPV) basiert. Im Zusammenhang mit LES, ermöglicht die vorgeschlagene Methode eine präzise Beschreibung des Einflusses von Feinstrukturfluktuationen auf die Flammenstruktur sowie auf Verbrennungscharakteristika mitsamt der einhergehenden Turbulenz-Chemie-Interaktion. Das entwickelte Verbrennungsmodell wird zunächst verifiziert, dann validiert und angewendet auf verschiedene turbulente nicht vorgemischte Verbrennungskonfigurationen, welche eine zunehmende Komplexität aufweisen. Der erste Testfall zur Validierung der Methode im Kontext von RANS und LES ist die sogenannte Sandia flame D, welche aus einer turbulenten, pilotierten Methan-Luft Jet-Flamme besteht. Die darauf folgenden Testflammen sind die sogenannten nicht vorgemischte Sandia oxy-flame series A & B, welche bei unterschiedlichen Reynolds-Zahlen betrieben werden und charakterisiert sind durch eine CO2 - und H2 -Anreicherungen im Oxidatorstrom bzw. im Brennstoffstrom. Alle untersuchten Validierungsfälle sind hierbei gut dokumentiert, wobei experimentelle Messdaten zur Verfügung stehen. Ein Vergleich zwischen den erhaltenen Simulationsergebnissen und den experimentellen Daten bezüglich Temperatur, skalaren Verteilungen, PDFs und Streudiagrammen zeigt eine gute Übereinstimmung, insbesondere im Kontext von LES. Die vorliegende Arbeit legt letztendlich dar dass der hybride ESF/FPV-Ansatz potentielle Schwachstellen eines FPV basierten Modellierungsansatzes mit vorausgesetzter PDF (β-PDF) beheben kann.