基于9 步法现象学碳烟模型，根据４种情况考虑了碳烟表面氧化对碳烟数密度的影响，并将改进后的模型耦合到KIVA-3V Release 2 程序中．应用该模型，对柴油在定容弹中不同初始温度(800、900 和1,000,K)下的燃烧和碳烟生成进行了多维数值模拟，并通过对应的试验结果进行校准．结果表明：各工况下预测的碳烟生成过程与试验值能定性地吻合．随着初始温度降低，点火时刻推迟，燃烧持续期缩短，燃烧模式由扩散燃烧向预混燃烧转变，碳烟生成降低．低初始温度下，碳烟的生成和氧化机理均受到抑制，然而局部燃烧温度峰值的降低和高温区域的缩减并不明显，碳烟的降低主要由于高燃油当量比区域的缩减．

运用新近开发的生物柴油物性预测模型，对大豆生物柴油喷雾模拟研究所需物性进行了系统预测，并将大豆生物柴油添加到开源模拟软件KIVA-3V 的燃料库中．基于KIVA-3V 软件，研究了柴油机后喷工况(环境温度为800～1400K，环境密度为1.2～3.0kg/m3)下，燃油温度对生物柴油喷雾特性的影响规律．模拟结果表明：随着燃油温度的增加，生物柴油的液相贯穿距减小，燃油气相质量分数和索特平均直径增大；生物柴油燃油温度每增加50K，其液相贯穿距降低约10%,；燃油温度为473K 的生物柴油的喷雾特性与燃油温度为373K 的柴油基本相同．

柴油机喷嘴内空穴流动对喷雾有着重要影响，而燃油物性又强烈影响着喷嘴内空穴流动，因而弄清不同燃油温度下的燃油物性对喷嘴内空穴流动影响有重要的意义．在自行搭建的透明喷嘴内空穴流动自循环可视化试验台上，采用高速数码摄影和长工作距离显微成像技术，获得了不同燃油温度下喷嘴内空穴流动图像及流动特性数据．结果表明：随着燃油温度升高，空穴初生压力减小；在同样边界条件下，燃油温度越高，其雷诺数越大．对流量系数与空穴数平方根线性关系进行了修正；试验观察到了迟滞现象，为对该现象进行分析，分别定义并获得了不同燃油温度下可视化临界空穴数与定量测量临界空穴数，并发现在不同燃油温度下可视化临界空穴数都大于定量测量临界空穴数．

通过定容弹自由喷雾试验分析了喷油压力、环境压力及环境温度对缸内直喷汽油机用6 孔喷油器喷雾特性的影响．为获得适用于高压汽油喷雾破碎模拟的数值模型，基于喷孔出口处喷雾已完全雾化的假设，对喷雾初始粒径由 2 -分布采样并结合喷雾贯穿距对喷雾液滴初始速度进行修正，二次破碎模拟采用 Huh-Gosman 模型对定容室内喷雾雾化过程进行了模拟．与喷雾试验结果相比，修正后的喷雾破碎模型无论是外观形态还是喷雾贯穿距以及索特平均直径(SMD)均与实际喷雾很好地贴合，为汽油喷雾破碎模拟探索出一条适用且便捷的途径． 关键词：汽油缸内直喷；完全雾化；喷雾；破碎

针对高原环境下，涡轮增压柴油机动力性恶化，涡轮增压器喘振、超速和涡轮入口温度上升等问题，提出通过遗传算法优化喷油策略恢复高原功率的方法．在柴油机性能仿真模型的基础上，建立了柴油机高原喷油策略优化模型，设计了遗传算法中选择优良个体的依据——适应度函数，通过仿真研究喷油参数对喘振裕度的影响规律，并结合喷油参数对增压器转速和涡前温度的影响规律，将适应度函数中的罚参数的个数由4 个缩减为2 个，研究了罚参数对种群分布和优化效果的影响，提出了罚参数取值方法并验证了其合理性．海拔4km 条件下的优化结果显示：标定点功率相对原机提升21%,，恢复至原机平原水平的89.5%；燃油消耗率相对原机降低9.6%.

运用AVL Boost 软件建立了柴油机颗粒捕集器(DPF)模型，研究不同排气流量、温度及碳烟与灰分沉积量对非对称孔结构DPF 压降特性的影响，并着重研究不同比例孔结构压降特性的差异．结果表明：排气质量流量增大，入口温度增大，不同比例孔结构的压降敏感性增大；当DPF 内碳烟沉积量较少时，通过DPF 的压降随着进/出口孔比例的增加而增大；随着碳烟沉积量的增多，进口较小的DPF 结构压降升高率大；灰分在DPF 壁面上的层状分布可以有效阻止碳烟深层捕集模式，降低DPF 压降；使用非对称孔结构可以有效提高碳烟和灰分容量，降低DPF 使用后期压降并延长DPF 使用寿命．

基于蜗壳周向流动不均匀的特性，建立增压器涡轮级全周计算模型，并与试验数据进行对比，验证数值计算结果的有效性．在此基础上，根据试验数据确定边界条件进行三维黏性数值计算，重点探讨蜗壳周向流动非均匀性对可调向心涡轮内部流场的影响．计算结果表明：该增压器蜗壳周向流动的非均匀性导致导叶和叶轮内部的流场分布出现周向不均匀的特性，即导叶入口气流角周向分布变化较大，叶轮各叶片负荷和各通道流量均呈现周向分布不均匀的特点．个别叶片负荷突变，有可能诱发叶片振动，降低涡轮使用寿命．

为了提高动态工况平均指示转矩的估计精度，首先结合理论与试验分析得到了发动机平均指示转矩与1 谐次缸压幅值和相角的计算式；进而通过试验标定了发火谐次转速幅值与1 谐次缸压幅值的线性关系，同时根据1 谐次缸压幅值、1 谐次纯燃烧缸压相角和进气压力计算1 谐次缸压相角；最终利用DSP 数据处理系统实现了发火谐次转速幅值的在线实时计算．利用试验验证了该方法不需要重构缸压，满足在线指示转矩估计算法实时性要求，在恒转速增减转矩过程中获得了相对平均误差为3.07%,的转矩估计结果．

数值模拟了偏心轮-挺杆副的热弹流润滑问题，给出了该问题的完全数值解．压力计算采用多重网格法，膜厚计算使用多重网格积分法，温度计算在两固体同向运动时采用单向逐列扫描，两固体反向运动时采用双向逐列扫描．分析了一个周期中8 个典型瞬时的压力、膜厚和油膜中层温度变化情况．零卷吸工况下油膜曲线的凹陷现象验证了零卷吸速度的油膜存在压力和膜厚分布．讨论了不同椭圆比对润滑的影响，大椭圆比的点接触数值结果与线接触数值结果差别较大．

戊醇是一种能量密度较高的新一代生物质燃料，与低碳醇相比，具有与柴油更好的互溶性和较高的十六烷值．在一台单缸柴油机上研究对比了不同喷油时刻下3 种不同掺混比例的戊醇、生物柴油和柴油混合燃料的燃烧和排放特性．结果表明：与柴油相比，添加戊醇后，混合燃料的最高放热率升高，燃烧持续期缩短，热效率提高．戊醇混合燃料的碳烟排放显著降低，其中戊醇-生物柴油-柴油混合燃料的碳烟排放降低效果最佳，最高降幅为85.7%；且NOx排放下降，最大减少了11.2%，即采用戊醇混合燃料可实现碳烟和NOx排放的同时降低．