船用柴油机颗粒物排放严重污染环境,危害人体健康,同时各种针对船用柴油机颗粒物排放的法规日益严格。然而,专门针对船用柴油机颗粒物排放的研究很少,所以对船用柴油机颗粒物排放进行深入研究显得尤为重要。本论文以6S35ME-B9型号低速二冲程船用柴油机为研究对象,建立了CFD三维数值仿真模型,对船用柴油机碳烟生成开展研究工作。首先,选取了现象学碳烟模型中的GOKUL模型和DALIAN模型以及详细碳烟模型中的PM模型和PSM模型进行对比。结果表明,PM模型和PSM模型计算得到的碳烟质量接近,而GOKUL模型和DALIAN模型计算得到的碳烟质量差异很大。此外,通过将各个碳烟模型计算得到的碳烟数量密度与有关碳烟排放数量密度的实验数据进行对比,发现PSM模型计算得到的碳烟数量密度(1.2×10~9/cm~3)更接近实验值。因此,PSM模型更适用于低速二冲程船用柴油机的碳烟生成模拟研究。其后,以PSM详细碳烟模型为基础,对柴油替代燃料正庚烷、正十四烷以及正十四烷-甲苯进行对比分析。通过对比由各柴油替代物反应机理计算得到的与碳烟生成有关的参数,发现使用正十四烷机理和正十四烷-甲苯机理计算得到的各个参数之间差异较小,并且由它们计算得到的碳烟粒径分布与正庚烷机理相比,更接近实验数据。正十四烷机理与正十四烷-甲苯机理相比,正十四烷机理反应组分和基元反应更少,计算所需时间更短,所以正十四烷机理更适用于低速二冲程船用柴油机碳烟生成模拟研究。最后,进行了燃用重油时低速二冲程船用柴油机碳烟生成特点的研究。研究使用了经过标定的燃用重油的船机模型(同6S35ME-B9型号),以及经过验证的重油多组分替代物反应机理。研究中对燃用重油时船用柴油机碳烟排放的严重程度进行了具体分析。结果表明,燃用重油时,低速二冲程船用柴油机排放的碳烟质量约是燃用轻油时的6倍,并且直径大于100 nm的碳烟颗粒的质量占碳烟总质量的95%以上。