1. 研究目的与意义
随着社会经济的高速发展，世界范围内的环境问题日益加剧，政府和人们的环保意识逐渐加强。世界各国对尾气排放造成的污染问题也愈加重视，制定了更加严格的排放法规。作为内燃机的重要组成部分，柴油机凭借其在动力性、经济性上的显著优势，其应用范围越来越广。现下如何降低排放污染成为柴油机的重要发展方向。燃烧室结构将直接影响柴油机缸内气流的运动情况及混合气的浓度与分布，对燃烧过程产生影响从而影响排放性能，因此了解燃烧室结构对柴油机排放性能的影响，从而优化燃烧室结构设计改善排放性能是十分必要的。研究内燃机内部流体运动主要有实验法和数值模拟两种方法。实验方法对于实验室及设备要求高、试验条件恶劣、耗费资源、试验时间较长等短处使得其难以被广泛使用。与此同时数值模拟的方法则有了节省实验时间，不受经费、场地等客观环境的限制，有利于多次重复计算等优点。综上，为了更好的研究燃烧室结构对排放性能的影响进行仿真研究是十分必要的。
2. 国内外研究现状分析
为了适应社会发展要求、不断优化柴油机的排放性能，世界各国的科学工作者提出了许多解决方案。李楠在《直喷柴油机缸内混合气动态特性及其对燃烧过程的影响研究》中指出，这些方案根据技术路线的不同大致可分为两类。一类是基于柴油机传统燃烧模式缸内净化技术和机外尾气后处理技术；另一类通过对柴油机燃烧路径的控制从而提高柴油机的排放性能。
缸内净化技术主要包括：电控高压共轨燃油喷射系统、多气门技术、增压中冷技术、废气再循环技术、改善燃油品质、优化燃烧室结构。机外尾气后处理技术主要包括：通过促进缸内高效燃烧减少尾气中的炭烟颗粒同时在机外使用选择性催化还原器（scr）降低n0x的排放；或通过erg技术降低n0x的排放同时使用机外的柴油机微粒捕捉器（dpf）或者柴油机微粒氧化器（doc）处理炭烟颗粒。
目前提出的新型燃烧策略主要基于低温燃烧策略.研究表明，如果燃烧温度适中保持低于1650k的水平，无论当量比如何，燃烧都可以完全避开n0x和炭烟的主要生成区域，这种燃烧模式即成为低温燃烧。目前已有的低温燃烧路径主要有：充量均质压缩燃烧hcci（homogeneous charge compression ignition）、预混充量压缩燃烧pcci（premixed charge compression ignition）、低温燃烧ltc（low temperature combustion）、稀扩散燃烧ldc（lean diffusion combustion）等。
3. 研究的基本内容与计划
内容：
1、收集整理资料，阅读文献，了解相关cfd软件，选定实验用发动机型号，查阅相关参数及结构尺寸。
2、选定并学习cfd软件，根据选定的发动机综合压缩比、缩口率（（ｄ－Ｄ）／Ｄ）、口径比（Ｄ／Ｂ）、径深比（Ｄ／Ｈ）等结构参数建立燃烧室模型，确定碳烟排放模型和氮氧排放模型。
4. 研究创新点
采用仿真研究，节省实验时间，不受经费、场地等客观环境的限制。
该模型的建立有利于多次重复计算，便于有效地分析研究燃烧室结构对柴油机排放性能影响。
