Luka83

- Simscape (симулинк тоже можно, но вообще говоря, он для другого)
- AMESIM
- OpenModelica
- SimInTech

И т.д., и т.п.

Но для моделирования конкретно ДВС на автомобиле - это будет больно. Поэтому профильные организации используют более специализированный софт типа GT-SUITE, AVL BOOST/CRUISE/etc

Посмотрите для начала книги Адлера. "Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий", например.
Но если нужна именно конкретика по металлургии, то это надо искать соответствующие статьи (не обязательно новые).