Die Forderung nach ökonomischen und ökologischen Fahrzeugantrieben bedingt große Anstrengungen innovative Motorkonzepte zu entwickeln. Direkteinspritzende Otto-Motoren haben ein großes Potenzial zur Kraftstoffeinsparung, sind jedoch anfällig für zyklische Schwankungen des Strömungs- und Mischungsfeldes die Fehlzündungen und somit einen starken Anstieg der Emissionen bewirken können. Um den zukünftigen Emissionsrichtlinien von direkteinspritzenden Ottomotoren gerecht werden zu können, ist es wichtig, während der Ladungsschichtung eine zuverlässige Prozesssicherheit zu haben, da der Motor während dieses Vorgangs sehr empfindlich für Zündaussetzer ist, welche durch zyklische Schwankungen des Strömungs- und Mischungsfeldes verursacht werden. Diese Fluktuationen bedingen einen starken Anstieg der Emissionen. Während zahlreiche experimentelle und konventionelle numerische Untersuchungen sich darauf beschränken, Informationen über das gemittelte Strömungs- und Mischungsfeld in einem Verbrennungsmotor zu erhalten, kann die LES detaillierte Informationen über Schwankungsphänome liefern, um die stark transienten Phänomene, die im Inneren des Verbrennungsraums ablaufen, besser verstehen zu können. Die vorliegende Arbeit widmet sich der detaillierten Untersuchung des Phänomens der zyklischen Schwankungen in einem realistischen Verbrennungsmotor, um ein verbessertes Verständnis ihrer Natur, ihres Ursprungs und ihres Einflusses auf das Strömungs- und Mischungsfeld im Verbrennungsraum zu erlangen, aber auch um eine Basis für zukünftige Verbesserungen zu schaffen. Die untersuchte Konfiguration repräsentiert den generischen “BMBF” direkteinspritzenden Viertaktmotor mit variablem Tumble-System. Es handelt sich um einen realistischen Verbrennungsmotor mit vier geneigten Ventilen, mit asymmetrischem Zylinderkopf und einer Kolbenmulde. Ein LES Modell, mit dem Zweiphasenströmungen simuliert werden können, wurde in den bekannten KIVA-3V Code implementiert. Ein feines Berechnungsgitter, dass alle geometrischen Besonderheiten des “BMBF” Verbrennungsmotors enthält, wurde erstellt und getestet. Um die zyklischen Schwankungen zu charakterisieren, wurden LES Berechnungen mit einer geeigneten Parallelisierungsstrategie durchgeführt, um bis zu 50 volle Motorzyklen zu simulieren. Phasengemittelte Statistiken wurden für charakteristische Kurbelwinkel ausgewertet und präsentiert. Die Untersuchungen eines Verbrennungsmotors mit Hilfe von LES haben gezeigt, dass das Phänomen der zyklischen Schwankungen des Strömungs- sowie des Mischungsfeldes in engem Zusammenhang mit der Turbulenz in dem System steht und ohne die Berücksichtung des turbulenten Strömungsverhaltens nicht dargestellt werden kann. Im Fall der einphasigen Strömung treten die maximalen zyklischen Geschwindigkeitsvariationen im Ansaugtakt direkt an der Spitze des einströmenden Gas-Jets und im Kompressionstakt im Zentrum der rotierenden Wirbelströmung auf. Am Ende des Kompressiontakts sind die stärksten zyklischen Fluktuationen weiterhin im Zentrum des Brennrauminneren zu finden, wo sich die Zündkerze befindet. Im Gegensatz dazu sind während des Arbeits- und des Auslasstaktes keine auffallend starken zyklischen Schwankungen nachweisbar. Die Analyse des numerischen und des statistischen Fehlers hat gezeigt, dass ein Gitter mit 320.000 Kontrollvolumen die minimale Voraussetzung für die Darstellung des Strömungsfeldes mit annehmbarer Genauigkeit ist. Der statistische Fehler für die mittlere Geschwindikeit bzw. für die zyklischen Schwankungen im Brennrauminneren kann erst nach ca. 25 bzw. 50 Motorzyklen als klein angesehen werden. Im Falle der zweiphasigen Beschreibung wird das Strömungs- und Mischungsfeld im Brennrauminneren durch die Luftströmung und zusätzlich durch die Injektion des Kraftstoffsprays bestimmt. Die Interaktion von Luft und flüssigem Kraftstoff führt zu einem beachtlichen Anstieg der zyklischen Geschwindigkeitsschwankungen im Zentrum der Brennraumströmung. Die zweiphasigen Untersuchungen haben gezeigt, dass die zyklischen Geschwindigkeitsvariationen einen großen Einfluss auf den Mischungsprozess von Luft und Kraftstoff sowie auf die Benetzung der Zylinderwände mit Kraftstoff und die Ausbildung der Kraftstoff-Dampf-Wolke in der Umgebung der Zündkerze haben. Abschließend ist festzustellen, dass zyklische Schwankungen die Bildung von mageren Kraftstoff-Luftmischungen in der Nähe des Zündpunktes bestimmen und so wesentlich zu Fehlzündungen im Verbrennungsmotor beitragen.