在高速中小型柴油机中,燃油喷雾碰壁现象几乎不可避免。随着柴油机应用范围的扩大及更加严格的排放法规的制定和实施,深入研究喷雾碰壁过程,明确油滴与壁面间相互作用的特性及机理,从而最大限度地利用喷雾碰壁提高柴油机性能,已变得十分必要。本文使用数值模拟方法,对单个球形柴油液滴碰壁铺展过程进行了研究。首先,对两相流相界面追踪的CLSVOF(Coupled-Level-Set-and-Volume-Of-Fluid)方法进行了分析。其次,对基于CLSVOF方法和CSF(Continuum-Surface-Force)模型的气液两相流的数值求解过程,以及基于CLSVOF方法和王-彭模型的壁面润湿的数值求解过程进行了研究。在前述工作的基础上,对液滴碰壁铺展过程的数值求解方法进行了分析,开发了完整的液滴碰壁铺展过程数值模拟程序(PSPDIS, Program-for-Spreading-Process-of-Droplet-Impingement-Simulation);应用PSPDIS程序对柴油油滴撞击恒温不锈钢平壁的铺展过程进行了模拟和分析,并对其影响因素进行了研究。通过论文的工作,得到了基于CLSVOF方法的气液两相流动、壁面润湿过程、液滴碰壁铺展过程的数值求解方法及相应的数值模拟程序,揭示了柴油油滴撞击恒温平壁时的铺展特性、影响因素及其影响规律。研究发现,CLSVOF方法继承了VOF(Volume-Of-Fluid)方法及Level Set方法的优势,成功克服了VOF方法难于准确计算法向方向、曲率等物理量以及Level Set方法不能保持质量守恒的缺陷,实现了对两相流相界面的精确追踪；将CLSVOF方法应用于气液两相流数值求解,可有效削弱虚假流动现象；通过模型修正,可有效解决王-彭接触角模型对退湿过程求解的缺陷,从而实现了包括覆湿和退湿两个阶段的壁面润湿过程的数值求解；柴油油滴碰壁铺展过程中,油滴形态呈现出明显的“摊布-回缩”式准周期振动特征,气液物性参数、壁面特性参数、撞壁速度等通过惯性力、表面张力、表面自由能或其存储性质对油滴铺展过程造成影响。论文的研究成果可为CLSVOF方法的完善与应用,气液两相流、壁面润湿过程及液滴碰壁铺展过程数值求解方法的深入研究,以及燃油碰壁特性及机理的研究,提供一定的理论与分析基础。