二甲醚(DME)是一种新型的、清洁的柴油机替代燃料。目前，二甲醚在柴油机上进行推广应用还处于研究阶段，研究二甲醚的燃烧性能，对于开发和优化二甲醚发动机具有指导意义。本文系统地论述了缸内工作过程的三维数学模型和数值计算方法，并且运用奥地利AVL公司的FIRE软件对二甲醚发动机的气相流动过程、喷雾过程和燃烧过程等缸内过程进行了模拟计算。较详细地展示了缸内流场、喷雾发展形态、喷雾液滴的空间分布情况及其燃烧的温度场、浓度场。由于没有考虑进排气过程，进气道、进气门、排气道和排气门等细节可不考虑，简化的结构可降低其对网格的影响。在生成仿真的网格时，利用UG导出三角化的ω燃烧室，在不改变压缩比，保证燃烧室流域特性的前提下，为*.stl格式的表面模型加余隙高度的容积，由于燃烧室的结构相对复杂，用FIRE的自动分网命令生成以六面体为主的非结构化网格，燃烧室壁生成一层连续单元。用于计算燃烧过程中传热损失，文中利用了FIRE的动网格方法模拟气缸在不同曲轴转角处的网格，由于活塞的运动特性，所以用六面体网格离散，大大提高了仿真收敛速度，随着活塞由下止点向上止点运动时，气缸网格变得过于密集，文中采用再划分命令重新划分气缸区域网格，通过调整参数，计算出的示功图与燃烧分析仪实际测量出的数据基本吻合。文中还分别考察了喷油提前角为8°CA、11°CA以及进气温度为25℃、40℃对二甲醚发动机燃烧过程的影响。喷油提前角是影响燃烧滞燃期的重要参数，喷油提前角大的工况，燃油喷入燃烧室时缸内空气的密度小，温度低，燃油雾化所需时间长，sauter平均直径大，油滴汽化的表面积越小，所以油束雾化效果不好。所受到的韦伯数大，说明喷注的飞驰惯性力愈大于它的表面张力。这时喷注越不稳定，即它将不断地被撕裂、破碎和细化，直到临界韦伯数为止。所以喷油提前角大的，滞燃期变长，在预混燃烧期内，达到可燃混合气条件的燃气量增多，参加燃烧的燃油量增多，最大燃烧温度会增加，高温导致NOx排放的大量增加。过多地增大喷油提前角，会使燃烧变得粗暴。增加柴油机进气充量是改善燃烧过程的重要工作，降低进气温度大大降低了燃烧温度，从而抑制了NOx生成，排放得到改善。该研究为二甲醚发动机的性能优化提供了方向性的意见。最后本文根据模拟计算结果和二甲醚的理化特性，探讨了二甲醚发动机燃烧室的结构优化设计，从燃烧室的改进机理出发，结合二甲醚燃烧室形状要求，讨论了燃烧室形状、尺寸、位置的确定，以及油、气、室三者之间的相互配合关系。