能源危机和排放污染问题正日益受到世界各国的重视,如何节约燃油成本,同时降低发动机排放物对环境的危害已成为国内外内燃机研究的焦点。乳化重油由于高经济性、低排放的优点,在内燃机代用燃料中具有一定的优越性。通常,在乳化燃料研究中,燃烧试验要占用绝大部分研究资源和时间。而有效的计算机模拟分析能够指导试验,减少试验次数,节约成本。所以正确、有效的模拟分析具有十分重要的意义。本文系统的介绍了内燃机燃烧过程的数值模拟方法,对缸内气体的气相湍流流动模型、燃油喷雾模型、湍流燃烧模型和燃烧化学动力学模型进行了具体的理论分析。在KIVA燃料库中加入了完整的重油物性参数,通过程序的编写,计算得到不同掺水比例时乳化重油的物性参数。根据乳化重油的特点,修改了其破碎子模型。针对高速单缸135型柴油机,应用修改后的KIVA程序对喷雾过程和燃烧过程进行了数值模拟,通过对温度场、气缸压力、NOx排放曲线分析,研究了加水比率、喷油提前角,喷孔数以及负荷率对直喷式柴油机燃用乳化重油时燃烧过程和排放的影响。通过模拟与试验比较,验证了对KIVA程序中破碎模型所做修正的有效性和准确性。