在环境与能源双重压力下,对发动机燃烧过程要求越来越高。增压小型化是发动机节能减排的重要方式之一,但随压缩比增大,不可避免会产生爆震,而爆震会对发动机造成不可逆损伤、降低燃料的燃烧效率。已有研究表明燃烧室内部形状对缸内燃烧过程影响较大,本文综合汽油机爆震产生原因、爆震抑制方案、爆震检测方法以及爆震模拟方法和发动机燃烧室形貌的研究。采用发动机试验与数值模拟相结合的方法,设计不同形貌活塞,研究不同活塞形貌对爆震的敏感性,优化得出一种爆震低敏感性的活塞,并针对模拟提出一种更直观的评价爆震强弱计算方法,并对其合理性进行了验证。在系统了解内燃机数值模拟相关理论基础的前提下,对改造的歧管电喷WH125-6发动机进行台架试验,并根据发动机台架的布置构建GT-Power仿真模型。对比试验与仿真数据,验证原机一维模型的准确性。进而对9~14压缩比、2000r/min~6000r/min转速的发动机模型进行数值模拟,对比不同压缩比、转速方案发动机有效扭矩与爆震强弱,确定用于爆震敏感性研究的转速和压缩比。通过三维建模软件CATIA逆向构建发动机三维模型,利用CONVERGE软件对模型进行网格处理。根据原机试验与一维模拟相关结果,设置边界条件与相关模型参数,对比试验与仿真结果,验证模型与参数设置的准确性。基于一维模拟确定的转速和压缩比,建立同压缩比不同形貌的异形活塞。在同一条件下,对不同形貌活塞发动机进行数值模拟,分析不同活塞形貌对爆震的敏感性。构建基于模拟的爆震强弱评价方法,通过与已有爆震评价方法对比验证其合理性。通过构建方法评价不同形貌对爆震的敏感性,得出与模拟结果一致的爆震低敏感性方案。