对置汽缸对置活塞（OPOC）发动机是近年来提出的新概念发动机。该发动机相比传统发动机从经济性、排放性、功率密度等各方面性能都有很大的优势，同时该发动机的研发需要解决许多的技术难题。本文对OPOC发动机的工作过程进行了分析总结，同时借鉴传统发动机的理论和研究方法，分别针对一维工作过程仿真、三维扫气过程的仿真、三维燃烧过程的仿真等不同的研究内容进行了OPOC发动机的模拟分析和性能预测，为OPOC发动机性能的优化提供设计思路。一维仿真过程中，为得到相应的计算模型，关键要解决OPOC发动机一维模型与传统发动模型之间的区别，本文通过计算得到OPOC等效活塞运动规律、进排气口流通面变化等与传统发动机不同的数据模块，构建完整的计算模型，从而使一维仿真结果更接近OPOC实际性能并得到三维仿真的边界条件等数据。三维扫气过程中，通过理论分析确定扫气的关键影响因素，本文从扫气压差的角度来仿真分析不同工况下的扫气质量，虽然扫气压差随着工况而改变，但扫气压差对扫气质量的影响更直观，通过本文的研究证明在低转速下，扫气压差对扫气效率影响很小，较大的压差导致新鲜空气的损失；而在高转速下，扫气压差对扫气质量的影响呈波动性的变化，需要更加精确的研究数据才能确定最佳的扫气压差。扫气压差的形成主要依赖增压器的参数，所以对扫气的优化，是通过增压器的匹配来实现。三维燃烧过程仿真中，由于OPOC发动机燃烧喷油过程与传统发动机的区别，燃烧室和喷油的方案更具有探索性。根据理论设计原理，本文设计了4种燃烧室方案并配合相应喷油策略；利用原机参数建立的仿真模型优化设计得到最佳的喷油提前角方案；之后在原机模型和4种设计模型上进行燃烧过程仿真，分析不同燃烧室方案的优缺点。