远洋船舶的主要动力是低速二冲程发动机,多采用柴油等作为燃料。然而近年来随着能源短缺和环境污染问题的加剧,世界各国开始纷纷使用天然气替代柴油,从而使低速二冲程双燃料发动机成为研究的热点。同时,对于大缸径的双燃料发动机,采用预燃室点火具有排放性能好的优点,但也存在着功率输出低等问题。所以为了进一步研究并优化各参数对发动机性能的影响,需要建立一个预燃室式双燃料发动机的燃烧模型。本文的主要工作就是建立预燃室和缸内的现象学燃烧模型,基于Matlab编程对双燃料燃烧过程进行分析。首先针对天然气在预燃室内的燃烧以及在预燃室孔口处的射流情况建立双区现象学燃烧模型。基于两区之间的质量、能量交换等关系,结合设定的火焰传播规律,确定各区工质质量和能量变化方程。同时建立一个根据孔口出口处的雷诺数判断射流火焰自然发展形状及扩展规律的现象学模型,从而确定在理想状态下的射流变化趋势。然后在天然气燃烧模型的基础上,建立预燃室式柴油引燃天然气发动机的双区现象学燃烧模型,考虑柴油的气相射流、柴油在预燃室内燃烧后的扩展情况以及主燃室内的引燃火焰传播工况。认为柴油喷到预燃室内受高温、高压环境影响,以气相射流扩展,经历一定的滞燃卷吸后,以与天然气在预燃室内燃烧扩展类似的工况燃烧。当火焰喷到主燃室后,考虑了引燃火焰射流带来的湍流影响,认为火焰是一定的湍流火焰速度向外扩展的。同时考虑到在实际发动机的整个工作过程中传热是不可忽略的,增添了缸内传热计算模型。最终建立了预燃室式双燃料发动机的完整计算模型。在建模的过程中,应用Matlab软件按照设计的计算流程编程,对预燃室天然气燃烧模型进行了验证,得到两组预燃室压力计算值与实验值的相对平均误差分别为-4.57%和-0.695%,两组孔口质量流率的相对平均误差分别为-6.862%和-0.738%,两组引燃火焰长度的相对平均误差分别为-4.277%和-0.462%,结果证明了模型的可靠性,初步确定了预燃室天然气燃烧计算模型。其次针对一台低速二冲程双燃料发动机,通过预燃室和主燃室的现象学燃烧模型耦合建模,得到主燃室压力计算值与实验值的相对平均误差为-1.005%,主燃室放热率的相对平均误差为4.343%,从而验证了模型的可行性与准确性,最终为预燃室式双燃料发动机燃烧过程进行参数化分析提供了一个有效的工具。