柴油机具有经济性好，可靠性高的特点，自1904年首次被应用于船舶以来，长期占据船舶推进动力装置中的统治地位。船舶营运中燃料成本占有较高比例，上个世纪石油危机时期，轻柴油价格飞涨，给船舶营运造成一定成本压力。在此背景下，经过专业人员技术革新，船用柴油机燃用重油获得成功，重燃料油简称重油

，是一种低质燃料油，由石油直馏残渣油和二次加工柴油混合而得。成分复杂，黏度高，因其价格低廉，在大功率中、低速柴油机得到推广和应用。然而，大量船舶燃用重油已对海洋和濒海地区造成环境污染，这一问题正在被更多国家和国际组织所关注，相继出台海洋环保法律和法规。

为了满足日趋严格的排放法规，开展船用柴油机重油燃烧和排放过程研究，成为提高燃料经济性和降低燃烧排放污染物的主要技术途径。利用实验台架开展船用柴油机重油燃烧过程研究，存在实验成本高，研究周期长等问题，常规做法是借助柴油机燃烧计算软件搭建三维流体动力学模型，再利用一定的实验台架数据对模型进行修正和验证，在此基础上开展重油燃烧过程研究。重油成分复杂，组分中存在较多长链和苯环结构碳氢化合物，燃烧过程受到缸内物理、化学耦合作用，中间反应路径及反应机理复杂多样，因而重油燃烧机理的研究困难多，进展相对缓慢。燃料的化学反应动力学机理模型可以较好预测点火时刻，准确描述内燃机缸内燃烧变化过程，同时可以对缸内燃烧中产生的中间物质及相关重要组分的浓度进行准确预测。……