对置活塞二冲程内燃机(Opposed Piston 2 Stroke,简称OP2S)是一种活塞式内燃机,由于其特殊的对置活塞结构,内燃机结构更小,自平衡更好,操作更稳定,噪音更低,更适合无人机。OP2S内燃机的换气过程是影响内燃机的效率和排放的重要因素。在现有OP2S内燃机原机结构和实验数据的基础上,利用GT-POWER建立对应的整机性能仿真模型,对内燃机关键参数进行修改以适用于无人机,分析了进气压力和进、排气宽度系数对换气过程和内燃机性能的影响,结果表明曲轴箱增压比在1.6,进、排气宽度系数都是0.7时,不同海拔下均能获得较高的换气效率、较高的给气比以及不错的捕获率,换气过程整体达到最优,仿真结果将为AVL-FIRE三维仿真的提供边界。同时,文章提出了一种基于AVL-FIRE的全六面体网格模型,为保证仿真结果的准确性,对网格空间密度和时间步长进行了分析和优化并将最终模型的仿真结果与GT-POWER整机性能仿真进行对比和相互验证。为了进一步研究OP2S内燃机的换气过程,设置多组不同换气倾角的进气口。然后,基于CFD仿真,对不同倾角下换气过程中气缸内速度场、O2和CO2的质量分布以及湍动能的变化的进行分析。结果表明进气倾角会对换气过程中气缸内速度场、O2和CO2的质量分布以及气流湍动能造成影响;进气倾角对换气过程有两个明显的作用,一是提高换气质量,减小换气死角区域面积,二是使换气进程延长;过大的进气倾角会导致气缸轴线附近区域换气质量较差。其中换气倾角在20°的时候获得最好的综合的换气效果,相比于无倾角时,缸内最高爆发压力提高6.6%,累计放热量提高7.6%。