能源是一个国家的经济的命脉，如何充分提高能量利用率是人们一直在关注的研究，而柴油机排气余热利用正是其中的研究方向之一。本文依托省重点科技创新团队项目“船用柴油机热管理节能技术研究”和横向课题“液氮发动机系统优化和应用技术开发”，针对利用柴油机余热的吸收式制冷循环、吸附式制冷循环利用的高温热源（55-200℃），COP较传统制冷剂低，并且效率较低等问题，在借鉴参考国内外相关研究的基础上，设计了一种柴油机排气余热为热源的液氮发动机驱动制冷循环系统，并对该系统进行了可行性分析，MATLAB GUI建模，对液氮发动机系统进行了循环优化及缸内流场分析。具体包括以下几部分内容：1.通过对液氮的可用能进行分析，找出提高液氮发动机功率的方法。通过对系统的各个部分的分析，证明系统的可行性。2.通过使用MATLAB GUIDE交互式组件布局功能设计出柴油机排气余热为热源的液氮发动机制冷复合系统的参数计算界面，而后对界面中的各个控件进行回调程序的编译，以实现GUI界面的功能，并为后面的研究提供支持。3.通过前面的MATLAB设计的软件对液氮发动机系统循环优化进行计算，并与之前进行对比，分析影响发动机效率的核心问题。并对这些核心问题进行逐项的比较。液氮发动机缸内过程是制约复合循环综合能量利用率的核心问题。4.运用Pro/e、Hypermesh、Star-cd等软件，根据柴油机缸内模拟的方法，对液氮发动机的进、排气道，气缸进行模拟。并根据之前的理论计算，对该过程进行分析。将液氮发动机的实验结果与模拟的结果进行对比、分析，找出存在较大差异的地方，分析原因。