随着能源问题以及汽车有害排放物问题的日益突出,人们对内燃机工作过程提出了更为严苛的要求。为了从源头上改善内燃机的燃油经济性以及控制有害排放物的生成,内燃机研究者不断探索新的燃烧方式,对缸内燃烧过程进行了大量的研究。燃油液滴的蒸发过程以及燃油蒸气在缸内的空间分布是组织新型燃烧过程的关键。所以有必要对多组分燃油液滴蒸发特性进行相应的研究。本文以开源程序库OpenFOAM为开发平台,采用VOF自由表面捕捉方法对液滴蒸发过程中的气液界面进行跟踪。对气、液相组分方程中对流项和扩散项的离散过程进行了修正,实现了VOF方法和气、液相组分守恒方程的耦合。同时针对气液界面蒸气组分质量分数不连续的问题,提出了基于界面法向方向的气液界面组分质量分数梯度计算方法。在菲克扩散定律的基础上,考虑界面斯蒂芬流对界面传质的影响,建立气液界面传质计算模型。并通过与VOF两相流方法耦合,得到基于VOF方法的燃油液滴蒸发数学模型。应用高速摄影对燃油液滴蒸发过程进行了实验研究,利用热电偶丝作为试验中的悬挂装置,实现了图像数据和液滴内部温度数据同步采集。实验结果表明,环境温度越高,蒸发越快,液滴存在时间越短。在双组分液滴蒸发实验研究中,丁醇组分含量越高,液滴升温过程越慢,液滴两阶段蒸发过程越明显。本文首先利用正十二烷单组分液滴的实验数据对液滴蒸发模型进行了验证。然后研究了热电偶丝对液滴蒸发过程的影响。结果表明,热电偶丝的导热效应能够显著增大液滴平衡温度,加速液滴蒸发过程。当液滴表面与热电偶节点表面接触后,液滴蒸发速率明显加快。本文还对单组分和双组分液滴的蒸发特性进行了模拟研究。研究结果表明,环境温度越高,液滴最终平衡温度越大,液滴存在时间越短。初始液滴温度主要影响液滴的瞬态加热阶段,初始液滴温度越高,瞬态加热过程越短。在丁醇与正十二烷混合燃料液滴蒸发过程中,液滴中丁醇组分含量对液滴最终平衡温度影响较小。但随着丁醇组分质量分数的增加,液滴蒸发加快,存在时间缩短。