提高不可再生能源的利用效率,减少能源的消耗,是实现我国能源、环境可持续发展的有效途径。内燃机是在我国广泛应用的热机之一,对内燃机的运行过程进行热力学分析与优化,对更好的理解内燃机循环具有重要的理论研究意义,对实现内燃机的优化设计,提高内燃机的总体性能,更好地发挥内燃机的节能潜力,具有重要的工程指导意义。本文在学习和总结前人研究成果的基础上,运用热力学优化方法,对混合加热循环进行分析与优化研究。通过建立能够反映实际循环过程的热力学模型,优化不同混合加热循环的设计参数,分析各种混合加热循环的性能影响因素。注重理论研究结果对工程实践的指导作用,在物理学与工程之间架起联系的桥梁。本文将利用热力学研究方法,分析和优化内燃机的理论工作循环—混合加热循环,分别以功率、效率和功率密度(循环输出功与工质最大比容之比)为优化目标,从理论上分析混合加热循环的热力学性能,研究混合加热循环的性能极限,为内燃机优化设计提供理论上的指导,从理论上探讨提高混合加热循环性能的方法。在第2章,将对简单不可逆混合加热循环进行分析与优化。通过建立相对理想化的热力学模型,对影响混合加热循环的各种因素进行分析,包括压缩比,不可逆性等对循环性能及其优化结果的规律,第3章中,建立了考虑有限时间特性,存在传热损失和工质变比热时的混合加热循环模型,由数值计算得到了循环的性能特性,重点分析工质变比热特性对混合加热循环性能的影响。第4章研究回热式混合加热循环的优化性能。利用热力学优化方法,探索传热不可逆性、回热损失因素对混合加热循环的输出功率和效率等循环性能的影响,通过数值算例详细讨论优化结果随主要不可逆因素的变化规律。最后,在第5章中,对全文进行总结,归纳本文的主要研究结果及主要创新点,展望下一步的研究方向。