长期以来,实验足研究内燃机缸内燃烧的主要手段,是理论研究的前提和基础,但实验不仅耗费大量的人力、物力和财力,而且实验结果也只是表面的数据,难以揭示更深一层的物理现象,随着计算机技术的不断提高,利用计算机建立各种科学的数学计算模型,进行内燃机缸内工作过程多维数值模拟成为可能。　　 本文选用美国Los Alamos National Laboratory针对内燃机所开发的一套计算流体力学程序——KIVA-3V程序来研究内燃机的燃烧与排放性能。在研究分析该程序基本结构、用法和计算模型的基础上,建立了柴油机燃烧过程数值模拟计算软件平台,并利用该平台构建了CA6DL1-30柴油机数值计算模型,通过数值模拟计算值和实验测试值之间的对比表明,利用该平台建立的数值计算模型能较好的反映柴油机的缸内工作情况。在此基础上,本文又针对该型号柴油机进行了相关的变参数研究,取得了以下一些研究成果:　　 1.获得了柴油机的缸内平均压力和温度在转速、初始涡流比和喷孔轴线夹角改变时随曲轴转角的变化关系以及平均压力和温度峰值随转速、初始涡流比和喷孔轴线夹角改变时的变化规律。　　 2.获得了柴油机NOx生成量在转速、初始涡流比和喷孔轴线夹角改变时随曲轴转角的变化关系以及NOx和CO排放量随转速、初始涡流比和喷孔轴线夹角改变时的变化规律。　　 3.获得了柴油机缸内温度场、NOx和CO浓度在转速、初始涡流比和喷孔轴线夹角改变时对应于所选曲轴转角的分布规律。　　 4.获得了引导喷射和两级喷射时缸内平均压力、平均温度、NOx和CO生成量在预喷油量改变时随曲轴转角的变化关系,通过两种喷射方式计算数据的对比分析了两段喷射策略对柴油机燃烧和排放性能的影响。　　 通过本文建立的基于KIVA-3V程序的数值模拟计算软件平台进行内燃机缸内工作过程的多维数值模拟研究,可以更加全面的了解内燃机燃烧过程中各种参数和组分的变化规律以及参数变化对柴油机性能的影响,并能对NOx和CO的排放量进行预测,寻求改善燃烧和降低排放的有效措施。该研究方法可在不受时空限制的条件下针对不同的机型进行各种变参数研究,不仅是理解内燃机燃烧过程和有害排放物生成的有效手段,还可以进行内燃机性能优化研究,在内燃机制造业中也将发挥出更大的作用。