在油价持续上扬和环境污染日益严重的今天,气体燃料作为一种较具潜力的替代燃料在发动机上的应用,正受到越来越多的关注。然而由于气体燃料具有组分多,热值低的特点,相关研究尚处于起步阶段。深入研究气体燃料发动机的燃烧过程,分析各组分的反应历程和污染物的生成机理,具有重要的学术意义和工程价值。本文受到国家自然基金资助项目发动机燃用低热值掺氢混合气体燃料的基础研究(项目编号:50676008)的支持。本文即采用数值模拟手段对气体燃料发动机的燃烧过程进行了深入的研究分析。将三维CFD软件-KIVA3V和反应动力学软件-CHEMKIN2作为研究平台,编写连接模块实现了上述两个软件的耦合,建立了耦合详细化学反应动力学的多维CFD模型。在此基础上,为了解决耦合多维模型计算量大和求解时间长的问题,对KIVA3V/CHEMKIN2耦合软件进行了二次丌发,使其具有并行计算的功能,能在基于MPI的超级计算机和高速网络连接的PC机群等多个并行计算平台上运行。本文以WT615(CNG)发动机为模拟对象,通过试验验证证明该模型具有一定的准确性。在此基础上,通过数值模拟计算,研究分析了燃料组分、空气过量系数等因素对整机性能的影响,分析了发动机的整体性能、火焰传播过程及主要污染物和中间产物的生成,计算结果可为发动机运行参数的优化提供一定的理论依据。