首先基于测试数据验证了二次枝晶间距SDAS与抗拉强度σb的定性关系，并采用线性回归方法，推出σb与SDAS的方程：σb=641.75（SDAS）-0.28。研究Furer-Wunderlin模型，将常数部分处理为A*，将公式等效转换为SDAS=A*×（Ts）1/3。接着深入研究SDAS的获取方法，第一步通过仿真和测试结果标定凝固温度场，获取准确的局部凝固时间Ts，第二步通过修正的理论公式SDAS=A*×（Ts）1/3计算得出SDAS，第三步通过SDAS测试数据标定A*常数范围为6.5-7.5。最后将研究方法应用到同种铝合金材料缸盖开发中，所开发的缸盖一次性通过可靠性试验验证，有效降低了测试成本，提升了开发质量及效率。研究表明，①针对铝合金缸盖，SDAS可有效预测抗拉强度σb，SDAS试样较容易获取，突破了因产品结构尺寸限制无法截取抗拉强度试样的局限性；②铸造仿真结合修正的理论公式获取SDAS的方法具有创新性及可行性，可以产品在开发前期有效预测抗拉强度，但需要精确标定铸造局部凝固时间Ts及A*两个关键参数。

为了解某汽油发动机进气系统噪声水平，本文采用GT-ISE软件建立了该发动机工作过程和进气系统的仿真 模型，并按照实验数据验证热力学和声学计算结果的准确性。然后基于验证后的模型对进气系统进行优化设计，使总噪声和阶次噪声均满足目标线的要求。

本文提出了一种新的等容效率的定量评价方法，其对燃烧过程的各参数进行了综合考量，并针对此方法在点燃式发动机和压燃式发动机上的应用进行了研究。结果表明，等容效率的值一般取决于放热率曲线的形态（燃烧持续期）以及相位（燃烧中点与TDC的相对位置关系），缩短燃烧持续期并使燃烧中点靠近TDC，相当于热力过程的有效压缩比和有效膨胀比越大，有助于提升等容效率；压燃式发动机的混合放热过程中的等压放热的比例较大，其等容效率普遍要低于点燃式发动机。

针对增压汽油机应用早关米勒循环改造设计中，进气门最大升程显著降低导致缸内湍动能下降的问题，通过CAD和CFD相结合的方法对进气道进行优化设计，研究表明：采用切向气道，增大气道倾角；合理缩小进气门座圈的直径；使用“D”型气道出口；使用进气门右侧masking；可实现显著提高低进气门升程的滚流比，其中在2mm升程滚流比提高了2.5，3mm升程滚流比提高了2.0。

柴油机缸体上水孔流量测量时，涡轮流量计会对冷却水流动产生水头损失，而这会影响到上水孔流量测量结果的准确性，为了研究涡轮流量计对缸体上水孔流量测量的影响，本文进行了试验和仿真研究。首先，采用某一种型号的涡轮流量计对缸体上水孔进行了流量测量试验。其次采用Starccm+软件对冷却系统流动进行了三维仿真计算，分析了测量过程中不同型号的涡轮流量计对缸体上水孔流量测量的影响。研究结果表明：涡轮流量计的内径与上水孔尺寸越接近，造成的水头损失越小，测量结果的相对误差越小。

采用流固耦合及热机耦合计算方法，分析缸盖火力底板热状态参数分布及底板厚度对其热可靠性的影响规 律。首先，对某六缸柴油机缸盖-机体-水套进行全模型流固耦合数值仿真计算，获得缸盖温度场；其次，提取整机的三缸模型对缸盖进行热机耦合分析及高周疲劳计算，获得缸盖应力场及疲劳分布；最后，研究不同缸盖底板厚度下底板水套热状态及高周疲劳变化趋势。结果显示六缸缸盖温度场差异极小，缸间最高温度温差小于0.52%。而随着底板厚度由9mm增加至14mm，缸盖水套侧平均应力升高66.26%，应力幅降低11.09%，高周疲劳安全系数从1.098升高至1.266。

圆柱形定容燃烧弹中顶置点火在一定条件下会产生挤流火焰。利用纹影技术和CFD仿真模拟，通过分析在 壁面约束条件下挤流火焰的产生位置、空间形态、发展过程，探究了挤流火焰的生成机理。研究结果表明：挤流火焰主要产生于近壁面处。挤流火焰空间上与主火焰分层，挤流扫过的区域其火焰轴向传播速度较大，火焰面中间区域传播速度较慢，形成了凹陷区域；近壁面火焰传播速度与壁面相互作用产生的湍流使近壁面火焰传播速度加快是挤流生成的可能机理。

以自研空气辅助喷射系统为对象，对空气辅助喷射系统工作特性进行试验研究，重新设计喷油器的驱动程序和硬件电路，以便于研究喷油脉宽、时间间隔和喷气脉宽对喷油量的影响规律，同时调节喷油压力，研究喷油压力与循环油量的关系。使用高速摄影仪，对空气辅助喷油器雾化成像进行研究，分析不同喷油压力对喷雾锥角和喷雾贯穿距的影响规律。同时为了提高喷油器的动态响应特性，利用ANSYS软件建立喷油器气嘴电磁阀的有限元模型，分析电流强度、滑动工作间隙结构参数对电磁力的影响规律，通过优化参数达到提高喷嘴针阀动态相应的目的。

在单缸柴油机实验台架上测量了发动机不同转速下的缸内压力，通过对试验数据的分析，发现进气门关闭会造成发动机缸内压力波动。然后，通过CFD模型对实验现象进行再现，研究了气门实际关闭时刻和发动机缸内压力波动的相互关系。研究表明，通过缸内压力波动可以精确判断发动机实际工作状态下的进气门关闭时刻：在2500rpm时，压力波滞后时间为0.511°CA；压力波幅值随进气门关闭角的推迟逐渐增大。缸内压力波动还可以反应进气门关闭时气门口位置的气体流动方向：压力波波峰首先出现表明进气末期出现了倒流现象。

超临界状态和常规条件下的燃料喷雾有较大的不同，本文基于高温高压下定容容器中的二甲醚喷雾观察实验数据，利用FORTE对二甲醚喷雾及燃烧现象进行仿真研究。结果表明，二甲醚超临界条件下的喷雾扩散程度更好，但贯穿距离小于亚临界条件下的喷雾；在燃烧效果对比中，超临界条件下的喷雾燃烧开始时刻早于亚临界条件下的喷雾，并且超临界条件下喷雾燃烧放热量也大于亚临界条件下的喷雾。