在发动机实际工作过程中，冷却系统性能的好坏直接影响到发动机工作的可靠性，因此针对车用发动机冷却液的流动与传热问题的研究一直是内燃机研究的重点。由于发动机水套内冷却液流动情况十分复杂，用实验仪器测量往往无法得到所需的详细信息。与实验研究相比，采用三维数值模拟研究方法可以对冷却液的流动与传热过程有较为精确的模拟，是研究水套冷却性能最有效的工具。　　本文以某单缸水冷汽油机作为研究对象，首先针对冷却水套初始设计方案建立CFD仿真模型并模拟，对速度场、压力场、流量分配及换热系数结果进行分析，指出模型中存在冷却液流速过低、流量不足的问题，为改进水套优化设计提供了参考和依据。　　为了改善水套的冷却效果，对缸垫分水孔的大小和布置进行了调整，提出了三套优化方案，然后对优化方案进行计算、比较，最终确定较理想的水套结构，为后续流固耦合传热计算奠定了基础。　　为了全面的观察发动机主要受热区域的温度分布情况并验证优化模型的冷却性能，采用流固耦合传热方法将发动机的固体及流体区域作为一个整体进行研究。在确定边界条件时，缸内燃气传热边界条件利用经过试验验证的AVL—BOOST模型仿真给出。计算得到的温度场结果表明优化模型水套的冷却能力相较于初始模型达到了可以接受的范围。优化模型的设计是合理的，在工程应用上具有一定的实际意义。