随着强化指标的不断提高，现代船用大功率中高速柴油机的热负荷问题日益突出，相关受热零部件的合理冷却成为保证柴油机安全可靠运行的关键；同时，为满足日益严格的节能减排要求，需要在全工况范围内对冷却系统进行优化设计，合理控制主要系统参数并减少附件耗功，提升柴油机的经济性和排放性能。传统冷却系统的设计以参照设计和经验设计为主，系统主要参数的确定通常以满足额定工况点的冷却要求为依据，普遍存在部分工况时匹配不合理的问题。因此，在柴油机运行全工况范围内对柴油机冷却系统进行整体优化设计，解决高功率密度下柴油机冷却问题是现代柴油机设计的重要内容之一。本文以一台船用大功率船用中速柴油机冷却系统为研究对象开展仿真分析和试验研究，主要工作内容如下：（1）调研国内外大功率船用中高速柴油机冷却系统研究现状，归纳总结发展趋势。（2）建立一维仿真计算模型，开展以获取流阻特性和传热系数为目的的三维CFD仿真分析，进行冷却系统试验并通过试验数据对仿真计算进行验证。（3）利用标定后的一维仿真模型对原机冷却系统主要参数进行影响分析，并提出优化改进方案。（4）开展柴油机按负荷特性和推进特性工作时25%、50%、75%、90%、100%和110%工况的仿真分析，验证改进方案的可行性。通过本文研究，目标是初步建立基于先进数值模拟技术、以预测设计为主并满足工程实际运用要求的船用柴油机冷却系统设计技术。