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针对某高功率密度船用大功率柴油机开发设计过程中，缸内热负荷增加导致缸套等受热零部件温度过高的情况，对冷却水腔结构进行局部优化。采用数值模拟的方法对改进前后的流场和温度场进行了对比分析，结果表明：优化后的冷却系统使整体流动阻力减小3％的同时，明显改善了缸盖和缸套关键区域的温度和热负荷情况，其中缸盖排气阀座位置最高温度下降30℃，第一道活塞环位置缸套平均温度下降8℃。