采用天然气和柴油的双燃料发动机能够显著降低有害排放产物,是船舶柴油机减排的重要措施。双燃料发动机由于其较高的燃烧温度和爆发压力,需对其结构强度和运行可靠性进行分析。双燃料发动机的冷却和缸内燃烧对受热件的温度分布有重要影响,而温度分布对结构的热应力以及可靠性有决定性影响。本文针对一款低速双燃料船用发动机进行了热流固耦合仿真模拟计算,对温度场、应力场进行了详细分析。同时对缸套内壁变形规律进行了研究,为控制缸套变形提供了一定的理论依据。首先根据缸套缸盖的三维数模文件,分别确定了流体计算区域和固体计算区域,生成了缸套、缸盖及排气阀壳的流场计算网格和20多个受热组件的有限元计算网格。对复杂的冷却流场进行了CFD分析,获得了冷却水与壁面交界处的初始换热边界条件;根据冷却侧以及燃烧侧的换热边界条件,运用有限元模型进行温度场计算,通过流固耦合得到整机温度场的分布结果,分析结果表明燃烧室零部件的温度分布相对合理;在温度场分析的基础上,进一步对双燃料发动机分别在机械负荷、热负荷及热机耦合工况下的变形及应力进行分析。由于缸套变形对活塞-缸套摩擦副的运行至关重要,对其进行了不同工况条件下的轴向和径向变形分析。计算结果表明影响缸盖缸套应力变形的因素从大到小为:热负荷>燃气压力>螺栓预紧力,且温度梯度较大的位置热应力较大,缸盖的整体应力比缸套要大。缸盖的变形主要发生在与垫片、螺栓接触的位置。缸套内壁面的轴向变形大体上呈现杯形,在冷却水套区域向外膨胀,下部收缩。径向变形在曲轴轴向上的变形稍大,结构刚度相对偏弱。综上所述,对双燃料发动机缸盖缸套等受热件进行热流固耦合计算能够得到准确的温度场和应力变形分布结果,可为双燃料发动机的结构设计和改进提供依据。