海洋环境污染已经成为目前面临的严峻问题,其中主要受船舶柴油机排放污染物的影响。《MARPOL公约》附则对船舶排放的氮氧化物和硫氧化物的限制更加严格,目前各国都采取各种有效的措施来应对污染情况。通过内燃机燃烧与排放模拟研究缸内工作状态和预测排放污染物的生成,可为改善整机性能和降低排放提供帮助。论文主要针对氮氧化物和硫氧化物的生成机理做理论分析和研究。在污染物分子形成的基础上,通过量子化学理论和计算化学的方法的应用,对氮氧化物以及硫氧化物的生成机理进行计算分析,优化各个分子构型和确定过渡态,寻找稳定点,简化各反应机理,确定各反应的化学动力学参数,从而基于扩展HB模型建立适用于船用柴油机模拟计算的氮氧化物生成模型和硫氧化物生成模型。本文应用现有内燃机三维燃烧、排放模拟仿真程序,结合相关的湍流燃烧模型、燃烧化学动力学模型等,对其原有的氮氧化物模型进行修改,并添加硫氧化物的生成模型,完成其功能的扩充。本文以TBSC8船用柴油机为仿真对象,对程序进行调试,计算模拟,得到大量缸内流场信息及平均性能曲线,以实验数据为参照验证新模型的准确性和可行性。在此基础上,研究了负荷、涡流比、喷油定时等发动机参数对柴油机燃烧过程动力性和排放性的影响。