石油短缺和环境污染问题日益严重,对此,人们在积极地采取应对措施。在车用发动机方面,使用清洁、可再生的代用燃料已被证明是是缓解石油资源消耗、减少环境污染的行之有效的措施。二甲醚和生物柴油性能优良,近年来得到广泛重视,成为国内外相关领域的研究热点。与发动机缸内工作过程相关的很多研究,尤其是进行数值模拟时,燃料的物性数据相当重要,而实验数据资源往往不能满足要求,需要采用估算方法获得足够的数据。本文总结出一套物性数据的估算方法,采用Fortran语言编写了相关计算程序,计算了二甲醚、生物柴油及其混合燃料的的气化潜热、饱和蒸汽压、液体粘度、表面张力、导热系数以及焓值等物性参数,得到大量具有较高精度的物性数据,建立了模拟计算必需的物性参数数据表。通过对不同燃料的物性进行对比分析,深入了解了这些燃料的特性以及因某些性质带来应用上的局限。在物性研究的基础上,本文以直喷化1105柴油机为模型,使用KIVA-3V程序对柴油、二甲醚、生物柴油以及二甲醚和生物柴油的混合物进行了燃烧性能和排放性能的模拟研究,对不同燃料的模拟结果进行了对比和分析。针对纯生物柴油NOx排放较高的问题,本文重点从两个方面进行了研究,第一,从缸内流场组织方面考虑,对敞口型和两种缩口型燃烧室进行了数值模拟,进而对比分析了燃烧室形状对缸内流场、温度场以及污染物生成的影响;第二,在生物柴油中添加二甲醚形成混合燃料,通过改变二甲醚的添加比例,研究了不同添加比例对混合燃料的燃烧性能和排放性能的影响。