燃油的分裂与雾化过程实际上是液体射流的一种失稳现象,在工程上常常利用射流的这种失稳过程来实现燃油的雾化,以增加燃油的表面积提高燃烧效率。因此对液体射流分裂与雾化机理的研究不仅具有重要的理论意义,而且还具有深远的工程应用背景。近年来发展起来的计算流体力学(CFD)技术与具体工程问题相结合不仅可以节省大量的人力物力,提高实验效率,而且还可以得到实验无法得到的详细信息, CFD技术在结构设计和优化方面的应用越来越受到人们的重视。本文主要是利用专业CFX软件,采用计算成本不是很高,同时具有一定精度的粘度模型即RNG k-ε模型,对柴油喷雾特性进行模拟研究。柴油机燃油喷射雾化过程不仅受喷嘴结构形式和工作参数的影响,还受温度、气流运动等诸多因素的影响。本文对粘性液体射流分裂与雾化过程的机理进行了理论和数值研究,并将结果应用于柴油喷嘴雾化工作过程的模拟中,具体完成了以下几方面的工作:概括总结了前人关于射流稳定性及其分裂雾化机理的研究成果,同时对内燃机工作过程中,燃油的雾化模型进行了介绍,综述了计算流体力学的发展、特点和具体工作步骤,分析了湍流流动的特点,引出了选题的目的及意义;概述了计算流体动力学的有关知识,建立和选择了几何模型和数学模型,确定了合适的物理模型,对柴油的喷雾过程进行了具体数值计算,获得了较好的模拟结果,如喷嘴内、外速度场、压力场和柴油浓度场的分布;对喷嘴在不同参数条件下进行了大量雾化特性试验,分析研究了气液交角、喷孔直径等几何参数,气液比、油速、气速、压力等工况参数和液体性质等对雾滴索特平均直径(SMD)的影响规律,并把模拟计算值和理论值进行比较。通过理论分析和模拟研究,找出了影响雾化喷嘴雾化性能的主要因素;根据流体的流动特性,得出了雾化喷嘴的流体参数、喷嘴结构尺寸与雾化特性之间的关系,并将结果应用于喷嘴的设计中;自行设计了一种内混式蒸汽雾化器喷嘴。由于目前人们未能总结出各种结构参数对雾化质量影响的定量关系,喷嘴的设计还是主要依靠实验来解决,本文突破了只有用实验和测试手段才能得到雾化质量的传统方法,直接通过模拟和计算相结合的办法,对喷嘴的各项雾化指标进行的测定,既节省了人力、物力,还可以更直观地了解到喷嘴结构尺寸对雾化的影响趋势,对喷嘴的定型设计提供了依据。雾化喷射是一种复杂的过程。模拟结果与雾化理论机理对比取得较好的一致,说明本