船舶柴油机污染物排放问题日益突出,排放法规对污染物的排放限制愈加严格,与此同时,能源紧缺问题在全球范围内日益严重,所以柴油机的经济性和污染物的排放日益受到重视。设计和优化燃烧室的结构作为提高经济性与降低排放的措施,能够更好的发挥燃烧室型线对燃油喷雾的碰撞导向作用,使油气配比更加合理,从而达到改善柴油机性能的效果。本文应用三维数值模拟软件CONVERGE对210柴油机在标定工况下的缸内燃烧过程进行模拟,选择合适的湍流、喷雾、燃烧、排放模型,通过对比缸内压力曲线的实验值与模拟值,验证了计算模型的准确性。对原柴油机燃烧室型线进行改进,重新设计了四种燃烧室,即浅坑型燃烧室、波浪型燃烧室、双层分流燃烧室、多点分布导向台燃烧室。尝试着运用正交实验设计法设计了L25(56)正交表,将210船用柴油机的进气系统和燃油喷射系统的主要参数,即涡流比、喷油压力、喷油正时、喷孔夹角、喷油嘴孔径和孔数与五种不同的燃烧室进行匹配,得到25种设计方案。应用CONVERGE对不同方案进行模拟计算,并以NO_x、soot、指示功率为评价指标进行单目标分析,通过对计算结果的极差分析得出各因素对评价指标影响的权重系数表与最优组合方案,并将最优组合方案与原机进行对比分析。以综合考虑了NO_x、soot、ISFC的f函数作为评价指标进行多目标分析,通过极差分析得出各因素对指标影响的权重系数与最优组合方案,并将最优组合方案与原机进行对比分析,以多目标分析得出的最优方案为基础,应用遗传算法对波浪型燃烧室进一步优化,得到最佳方案,完成对新型燃烧室的优化模拟研究。