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由于受到内燃机工作方式与自身几何结构的限制,喷雾湿壁现象无法避免,附壁油膜高温裂解,会产生未完全燃烧的HC化合物与CO等污染物,因此有必要对湿壁及湿壁后燃油液滴与燃烧室表面间流-固耦合过程的发展规律进行深入研究,进而对湿壁燃油铺展、蒸发过程实施主动控制。本文依托于国家自然基金项目（5167060406）,结合当前仿生学最新的研究进展,以发动机燃烧室金属材料的润湿为切入点,采用了不同的金属制备方法对试验材料表面的微观形貌进行重建,研究燃油液滴在不同表面上形态发展过程随着边界条件的变化规律。搭建了金属壁面制备平台,采用化学溶解法、电化学刻蚀法与激光刻蚀法等制备方法完成了对45号钢、黄铜与铝合金三种金属材料表面微观形貌与表面自由能的重建工作。借助扫描电子显微镜对所制备金属壁面的微观形貌进行了观察分析,利用接触角测量仪研究室温条件下不同制备方法对汽柴油液滴接触角的影响规律。试验结果表明:FeCl3氧化45#表面上出现多级岩石状结构,经低表面能物质修饰后,柴油液滴接触角最大为108.6°;FeCl3氧化Cu表面,经低表面能物质修饰后的材料表面上汽柴油液滴的接触角均随着刻蚀时间的增加而增大,但未达到疏油状态;两步法刻蚀Al表面后,材料表面出现了长方体凸台凹坑迷宫型结构,凸台与凹坑上布满了纳米级针状勃姆石,经低表面能物质修饰后,柴油的接触角达到了148.8°;电化学刻蚀Cu表面,形成了微纳米土豆状微观形貌,经低表面能物质修饰后,柴油液滴接触角最大为117.7°;电化学刻蚀Al表面,出现了微纳米凸台凹坑阶梯状结构,刻蚀时间对金属表面的微观形貌与柴油液滴接触角变化影响不太明显,经低表面能物质修饰后,柴油液滴的最大接触角为150°;激光刻蚀Al表面,出现了周期性有序的凸包凹槽矩阵状与纳米团簇状结构,经低表面能物质修饰后,未能改变汽油液滴的超亲油润湿特性,柴油液滴的接触角最大为161.8°。搭建了汽柴油液滴高温测试平台,本文选取了不同制备方法下柴油液滴的接触角达到最大时的材料表面作为试验表面,在不同的边界条件下进行汽柴油液滴撞壁试验。搭建了MATLAB图像处理平台,研究了燃油液滴的铺展/回缩系数随着时间的变化趋势。结果表明:随着壁面温度的升高,燃油液滴经历了对流换热、核态沸腾、过渡沸腾与膜态沸腾四种换热形式,燃油液滴处于对流换热与核态沸腾状态时的铺展/回缩系数较大,处于对流换热状态下的铺展/回缩系数变化平缓,核态、过渡与膜态沸腾时变化波动较大。柴油液滴处于对流换热状态时,壁面的疏油性越好,材料表面微观结构截获的空气层越多,液滴与壁面的换热系数减小,铺展/回缩系数减小。激光刻蚀Al表面的疏油性最好,323K到423K时,柴油液滴均会发生反弹,且反弹的次数与在空中滞留的时间均随着温度的升高呈现递减趋势。汽油液滴处于对流换热状态时,液滴内部由于温差较大而产生了相应的表面张力梯度,液滴在马兰戈尼效应的驱使下开始回缩,反弹高度增大;激光刻蚀Al表面的微观形貌几何尺度较大,氧化45#表面材料的导热性较差,马兰戈尼效应只是延缓了汽油液滴的铺展速率。汽油液滴撞击铝合金表面时,423K时达到膜态沸腾状态,壁面的疏油性降低了汽油液滴膜态沸腾的温度始点,随着壁面温度的升高,汽油液滴在空中滞留的时间增长,最大铺展/回缩系数基本稳定在1.5;423K到473K时,电化学Cu表面的疏油性最好,换热系数较小,汽油液滴粘附在材料表面持续蒸发,未发生反弹现象。