利用水和石蜡为介质分别研究内混式两相流喷嘴的流量和雾化特性．两相流喷嘴用水为液相工质研究内混式两相流雾化喷嘴的流量特性，得到内混式两相流喷嘴内气液两相压力、流量的相互影响关系．并利用石蜡和燃料油在温度180℃下性质的相近性，用溶蜡法研究雾化效果的影响因素，通过改变气压、气液质量比研究雾化效果和喷雾场粒径分布的影响规律，为喷嘴的设计和应用提供重要的指导意义．通过研究发现当气液质量比超过0．12时，其对雾化效果的影响趋于稳定，当气相压力达到0．35MPa后，雾化粒径基本稳定在75—80μm．

在常温工况下,以直管、渐缩和缩放三种结构形式的脉冲反吹喷嘴为研究对象,利用高速摄影系统拍摄了喷嘴脉冲反吹过程中的分幅阴影照,利用计算流体力学软件FLUENT对这一过程进行了数值计算,试验结果与计算结果吻合很好,验证了计算模型计算喷嘴反吹时刻非定常流场的可靠性。在此基础上,对高温工况下的脉冲反吹流场进行计算研究,结果表明,高温工况下,脉冲反吹过程中,喷嘴出口流场中存在压力振荡,该振荡在脉冲反吹流场传播;喷嘴的结构形式对喷嘴出口流场的压力均一化波系具有重要影响,缩放式喷嘴出口射流核心区最大。通过跟踪流场不同时刻的压力分布发现,三种结构形式喷嘴出口流场的射流核心区均可观察到由膨胀波、反射斜激波、剪切层组成的激波胞格结构。

利用计算流体软件FLUENT建立了喷水室内喷嘴及喷嘴出口外部流场的三维数学模型。采用标准靴湍流模型模拟了喷嘴内部及出口外部流场，并根据各种情况分析了喷嘴参数对流场速度分布、压力分布和出口速度的影响。结果表明，喷嘴的扩散角和扩散段尺寸对喷嘴及出口流场影响较大：喷嘴的扩散角直接影响喷嘴出口后液滴的方向和速度大小，并影响流场的湍流分布情况，影响流场的紊流区域分布，最终影响水滴与风流的热湿交换；扩散段尺寸影响流场压力分布，特别会产生负压区直接影响射流后液滴的状态。

喷嘴是伺服阀前置级双喷嘴挡板阀的关键元件。双喷嘴挡板阀中的喷嘴对在流体特性上有严格对称的要求,一般需要针对每一个喷嘴分别进行压差流量测量试验。为替代传统的手工配对测量的方法,文章对喷嘴自动流量配对测量技术和系统进行研究,阐述了喷嘴压差流量配对原理,建立了新型喷嘴自动流量配对测量系统,该系统由工控机系统、仪器箱、油路集成块、油源系统、测试软件和夹具六部分组成,采用定量泵-电液比例溢流阀压差控制方案。编制了测试系统软件,以SQL Server为后台软件,通过ADO接口技术,建立了测试数据的数据库系统,采用一种排序配对算法,实现了喷嘴的自动选配。最后通过实验研究验证了测量系统的精度。

针对目前气动雾化喷嘴结构复杂、雾化液滴不均匀等问题，基于气动雾化机理，设计了液相通道直径为0.5mm、1.0mm、1.5mm的3种型号气动雾化喷嘴，以自来水为试验工质，利用相位多普勒粒子测量仪，通过试验探究了气液比、液相通道直径以及液相压力对于雾化形成的液滴粒径和雾化角造成的影响。试验表明，随着气液比及液相压力的增大，液滴粒径逐渐减小，雾化角逐渐变大，雾化效果趋好。

喷嘴作为无人机新型射流反推弹射的重要元件,其结构参数对无人机弹射动态特性具有重要影响。以圆柱形、圆锥形和余弦形结构的喷嘴为研究对象,基于CFD建立不同结构喷嘴射流流动的数学模型,采用VOF多相流模型和k-ε湍流模型等对不同结构喷嘴射流流态进行数值模拟,获得不同结构喷嘴内外壁面的压力场、速度场分布,对比分析喷嘴结构特征和几何参数对高压水射流反推特性的影响规律。结果表明:相比圆柱形喷嘴,圆锥和余弦形喷嘴射流反推特性更好;当喷嘴入口压力由15 MPa增至30 MPa时,射流速度增幅有下降趋势,当入口压力为25 MPa时,余弦形喷嘴相比圆锥形喷嘴的射流反推力要高18.1%;喷嘴出口内径增大对射流速度影响不大,但会显著增加射流反推力,与圆锥形喷嘴相比,同直径的余弦形喷嘴的射流反推力要高约7.9%。

采用Fluent软件,基于欧拉-欧拉方法的VOF多相流模型对喷嘴的内部流场进行仿真分析,研究喷嘴出口段结构参数对喷嘴性能的影响;在确定喷嘴出口段最优结构的基础上,应用基于欧拉-拉格朗日方法的DPM模型对喷嘴的外部雾化射流区域进行了雾化状态分析,并探究了喷嘴的雾化机制。结果表明:出口锥角θ=51°时喷嘴的性能最优,平均速度为101.19 m/s,湍流强度为2141.1%,达到最大值;出口长度L_(2)=20 mm时喷嘴的性能最优,速度为101.03 m/s,湍流强度为2121%;出口直径d_(2)=25 mm时喷嘴性能最优,平均速度为101.49 m/s,湍流强度为2101%,且出口直径d_(2)对喷嘴的雾化性能影响最大。并根据优化后的结构尺寸进行了5∶1比例缩小的实验,对喷嘴内部液相流动状态呈四点分布进行了验证,同时喷嘴外部雾化液滴分布锥角与仿真结果误差为3.81%,雾化液滴粒径最大误差为3.67%。

研究PDC钻头井底流场分布规律是提高岩屑运移效率、冷却钻头和抑制泥包产生的有效方法。利用Fluent软件,基于κ-ε双方程模型和封闭N-S湍流方程,使用Simplec算法,分析钻头转速、钻井液喷出速度和总流过面积相同时喷嘴数量对井底流场分布的影响。结果表明:当钻头转速从90 r/min增加至110 r/min时,转速增加对井底湍动能及速度的提升效果较为显著;但当转速达到120 r/min时,井底湍动能及速度略有降低,提高钻头转速有利于由外向内清洗钻头表面;当钻井液喷出速度

在分析穿水冷却喷嘴的结构及工作原理的基础上，通过前处理软件Gambit建立喷嘴内部流场的三维网格模型，确定了数值模拟的数学模型、计算条件和求解方法。利用CFD软件Fluent对该模型进行了数值仿真，获得了喷嘴内部流场的各参数数据。分析了流场的速度分布与压强分布，为喷嘴设计及优化提供了理论依据。获得了不同输入压强情况下的喷嘴性能数据，为水冷过程的热交换分析和实际生产提供了参考数据。

深海采样装置的表面附着物问题严重影响设备正常工作，为解决此问题设计了深海自激振荡喷嘴装置。利用CFD仿真软件Fluent 对喷嘴结构进行优化，分析喷嘴内部流场，对射流冲击壁面进行仿真，模拟出冲洗效果最好的结构，为后期水射流清洗实验提供理论依据。