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近年来我国的经济快速发展,人们的生活品质大幅度提高,但日益突出的环境污染问题尤其是雾霾问题也同样引起了人们的广泛关注。机动车辆,尤其是柴油车,排放的尾气是雾霾中细小颗粒的主要来源。因此,提高燃油品质特别是柴油品质,开发新型的环保燃料,是作为从源头上控制雾霾的重要手段。生物柴油是一种新型燃料,具有良好的环保特性。生物柴油的热物理性质,尤其是密度,对于它在内燃机中的雾化性能有重要影响,也影响着后续的燃烧效率和污染物、细颗粒物的排放。因此,本论文通过实验和理论研究了生物柴油中含有的中、短链脂肪酸甲酯、乙酯与正十二烷的密度,为其作为内燃机中的模型燃料,并应用于内燃机燃油喷射系统的设计提供数据和模型支持。本文的研究内容主要分为两部分:一部分是脂肪酸甲酯、乙酯与正十二烷的密度实验研究,另一部分是相应体系的分子动力学模拟研究。密度实验方面,本文采用振动管法测量丁酸甲酯、己酸甲酯、壬酸甲酯、癸酸甲酯、月桂酸甲酯、肉豆蔻酸甲酯、棕榈酸甲酯、己酸乙酯、庚酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、月桂酸乙酯、棕榈酸乙酯、十四烷酸乙酯、正十二烷的纯质密度以及壬酸甲酯、癸酸甲酯、月桂酸甲酯与正十二烷的二元混合物的密度,温度范围为293.15 K-473.15 K,混合物中正十二烷的配比x1为0.1-0.9;利用获得的密度数据,计算纯质密度实验值与计算值的相对偏差和二元混合物的过余摩尔体积。分子动力学模拟方面,采用AMBER96、CHARMM27、OPLS-AA和GROMOS-UA力场对壬酸甲酯与正十二烷体系进行分子动力学模拟,获得适用于该体系的优化力场为OPLS-AA力场和AMBER96力场;并以正己烷为例,研究模拟步数、时间步程、粒子数目对密度精度的影响;最后利用AMBER96力场计算癸酸甲酯-正十二烷、月桂酸甲酯-正十二烷体系的密度。本文的主要结论如下:（1）通过实验测量,得到丁酸甲酯、己酸甲酯、壬酸甲酯、癸酸甲酯、月桂酸甲酯、肉豆蔻酸甲酯、棕榈酸甲酯、己酸乙酯、庚酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、月桂酸乙酯、棕榈酸乙酯、十四烷酸乙酯和正十二烷的纯质密度,壬酸甲酯、癸酸甲酯、月桂酸甲酯与正十二烷二元混合物的密度。（2）计算得到纯质密度实验值与计算值的相对偏差和二元混合物的过余摩尔体积。（3）利用分子动力学手段对上述体系进行模拟,以壬酸甲酯-正十二烷体系为例,研究四种不同的力场对密度精度的影响,得到密度模拟的优化力场为AMBER96和OPLA-AA力场。（4）以正己烷为例,研究模拟步数、时间步程、粒子数目对密度模拟精度的影响,得到正己烷密度模拟的优化参数。（5）利用AMBER96力场模型计算了癸酸甲酯-正十二烷、月桂酸甲酯-正十二烷体系的密度,密度实验值与模拟值的相对偏差都在4%以内,可以满足工程需要。