直喷式发动机因具有较高的压缩比、热效率和燃油经济性迅速占领发动机市场。对于中小型高速直喷式柴油机,由于燃烧室几何结构的限制,燃油喷雾撞击燃烧室壁面,进而形成附壁油膜,且以一种复杂的方式与火焰相互作用,对发动机性能、污染物排放和使用寿命等产生关键影响。当前对发动机燃烧火焰-壁面油膜的相互作用机理依然不清楚,故应对附壁油膜对预混火焰的燃烧特性和排放影响展开深入研究,为提高内燃机热效率与控制排放提供理论和技术支持。基于此,本文采用CFD数值模拟对直喷式发动机燃烧室内燃烧过程中的微观单元（即一维结构）,研究了预混火焰与柴油四组分替代物油膜相互作用的过程;利用定容燃烧弹即三维结构,研究了预混火焰与正十二烷油膜相互作用的过程。首先,采用一维模型对柴油四组分替代物油膜在不同的初始条件下对甲烷-空气预混火焰传播、淬熄、壁面热通量、燃烧过程中的放热率和排放等的影响进行了研究。考察了不同初始条件下,包括初始混合气的温度为800-1100K,压力为15-25bar、壁面温度为350-450K和当量比为0.9-1.1条件下,多组分柴油油膜对甲烷-空气预混火焰传播过程淬熄、壁面热通量等燃烧特性和碳烟、氮氧化合物NOx、未燃碳氢化合物UHC等排放的影响。结果表明,油膜的存在使火焰淬熄距离增加,壁面热通量显著下降。初始压力和温度的变化对火焰淬熄的影响存在此消彼长的竞争关系,壁面热通量的峰值随着初始压力增大而增加,其峰值时刻随着初始温度的升高而提前。此外,火焰提前淬熄会导致近壁区域内燃烧产物包括UHC、CO和碳烟前驱物含量升高,进而造成更高的碳烟排放。其次,基于三维定容燃烧弹结构,通过实验和数值模拟研究了预混甲烷火焰与正十二烷油膜相互作用的过程,分析了火焰传播过程和压力演化,利用数值模拟分析了燃烧过程中的放热率、壁面热通量以及燃烧物质的分布。首先,利用两步法构建了正十二烷简化反应动力学模型并进行了简化和验证。基于简化的化学反应动力学模型,研究预混火焰的传播过程及其与干、湿壁面相互作用的过程。结果表明,甲烷预混火焰的传播经历了四个阶段,狭缝结构的存在进一步增加了近壁面区域内火焰结构的不稳定性。油膜蒸汽参与燃烧反应,加速放热,进一步促进燃烧化学反应,提高了局部温度,使放热率峰值时刻提前,放热率的峰值相比于干壁条件增大了约10%-15%。