本文从柴油的理化特性入手,总结了当前柴油表征燃料构建时面临的难点:（1）常用的柴油表征模型不能较好的重现柴油的理化特性,对柴油燃烧和排放的预测存在一定偏差;（2）就柴油表征燃料的构建方法而言,存在通用性不足,适用范围窄的缺点。针对上述问题,本文基于解耦物理化学表征（Decoupling Physical-Chemical Surrogate（DPCS））模型建立了表征真实燃料物理化学特性的优化器,以高效地配制柴油表征燃料。分别采用了十种成分的物理候选物（正癸烷、正十六烷、正二十烷、2,2,4-三甲基戊烷、2,2,4,4,6,8,8-庚甲基壬烷、乙苯、四氢萘、1-甲基萘、甲基环己烷和顺式十氢化萘）和四种成分的化学候选物（正癸烷、2,2,4-三甲基戊烷、甲基环己烷和甲苯）来构建DPCS模型。物理和化学候选成分均选自实际柴油中的四种典型烃类并且根据烃类型进行耦合。在优化部分,本文选取物理表征成分的组成比例作为优化参数。通过评估表征燃料与实际柴油之间物理和化学特性的误差建立了目标函数,并采用遗传算法进行优化。为了验证优化器的可靠性,优化构建了不同柴油的表征燃料。优化结果表明,本文所构建的表征燃料较好的再现了不同柴油的理化特性。另外,就表征燃料预测的结果同实验数据进行了比较,包括定容弹中的喷雾和着火特性以及传统压燃（CDC）发动机中的燃烧和排放特性。数值模拟结果表明,当前方法配制的表征燃料较好地再现了不同柴油的喷雾、着火燃烧和排放特性。就定容弹验证而言,蒸馏曲线较低的柴油（3号、4号）喷雾轴线上预测了更多的气相燃料,1号、2号和4号柴油气相成分中正癸烷的含量依次减少,喷雾下游气相燃料的活性降低,着火延迟时间依次增加。就发动机验证而言,相较于常用的表征模型,DPCS模型预测的燃烧和排放结果与实验值更吻合,尤其是对低十六烷值柴油的预测。此外,本文采用DPCS模型对不同理化性质柴油的燃烧和排放特性进行了研究。结果表明,该方法构建的表征燃料很好地再现了燃油蒸馏特性的差异对燃油蒸发所产生的影响。另外,通过对计算网格的化学动力学分析,发现化学表征燃料中的高活性成分（正癸烷）主导燃油的着火特性,而着火正时进一步影响燃油的排放特性。就CDC发动机而言,表征燃料物理特性会影响气相燃料的形成和分布,从而间接影响着火特性。而燃料的化学性质是支配燃烧和排放的主要因素,尤其是燃油的十六烷值和芳烃含量。随着燃油芳香烃含量的增加,燃油的反应活性越低,着火正时推迟,燃料空气的预混程度增加,燃烧释放集中,缸内温度和压力增加,NOx排放随之增加。此外,由于芳烃含量增加,燃油着火延迟增加,燃烧持续期缩短以及壁面猝熄效应加剧,不完全燃烧加剧,从而使得HC排放增加。