本论文的研究具体以CY4102BG型柴油机为研究对象，主要利用有限元法和边界元法对柴油机在高负荷工况下的振动及辐射噪声特性进行数值预测和结构改进设计。本文首先建立了柴油机缸盖、机体、油底壳部件及组合实体模型和有限元模型，分别进行了模态分析，掌握了它们的振动特性，为结构的减振降噪提供指导。再通过GT-POWER软件模拟出高负荷工况下的气缸压力曲线，并根据内燃机动力学确定出燃烧激励力，活塞敲击力和主轴承负荷等主要激振力，通过有限元分析软件ANSYS进行一个工作循环时间的瞬态动力分析，获得其表面的振动响应结果，并分别对组件的不同位置处的节点振动情况进行了分析。然后建立了柴油机封闭的边界元模型，并通过APDL编写的有限元谱分析程序，把瞬态响应分析得到的组件表面节点随时间变化的振动位移转化成表面节点随频率变化的振动位移数据，利用几何插值方法从有限元分析得到的节点振动位移计算出边界元模型的节点振动位移，完成了FEM／BEM数据传递，并将其作为边界元模型的边界条件。通过柴油机的声谱分析，得到了柴油机表面具有代表性节点的辐射声压级频谱，从频谱图中可以得出柴油机各部位表面声压级各频率下的分布情况。又根据实际情况，建立了半消声室模型，通过辐射噪声计算，得到了柴油机表面辐射声功率谱和声场的辐射声功率谱，找到了峰值频率点，确定了对辐射噪声贡献较大的频率，并且根据峰值频率的噪声声压级云图，确定了柴油机的高噪声区域。最后针对噪声预测结果，提出了柴油机结构噪声控制的改进设计方案。采用了阻尼技术对油底壳进行了辐射噪声的影响分析和考察了在机体和油底壳之间安装加强板结构对柴油机结构辐射噪声的影响。