近年来,植保无人机凭借其高效的作业效率、广泛的作业范围以及较低的作业成本等显著特点,被越来越多的应用于农业生产。影响无人机喷施效果的主要因素是喷头喷施雾滴特性和无人机不同飞行状态时的下洗风场,然而由于国内无人机喷施发展时间较短,所以目前对于植保无人机的研究多集中在无人机飞行稳定性提升方面,而对于无人机喷施雾滴飘移基础理论研究缺乏,考虑到CFD数值模拟技术的快速崛起和广泛应用,本研究通过数值模拟仿真技术结合风洞试验、田间试验,对压力扇形喷头和离心式喷头在不同水平风速下的雾滴粒径和飘移距离以及无人机飞行时的下洗流场和喷施效果进行了模拟和试验,主要研究内容及结论如下:（1）两种常用型号喷头喷施雾滴粒径特性和飘移特性数值模拟。采用商用计算流体力学软件Fluent,对不同水平风速条件的两种喷头喷施情况进行模拟,两种喷施情况分别采用Lechler LU 120-03型扇形喷头（喷施压力为0.3Mpa）和极飞2018款离心式喷头（流量为0.6L/min、转速为12000rpm）,并用科学统计软件SPSS对结果进行数据分析。结果显示,对于扇形喷头而言,雾滴数量中径随水平风速的增加而上升,风速对两种常用型号喷头喷施雾滴飘移特性数值均有显著影响,对于扇形喷头,雾滴在水平风速的影响下逃逸出2m准确沉积区域的时间从1m/s时的2s逐渐减少到6m/s的0.37s,准确沉积率Ra由14.11%呈指数下降到0.66%,水平飘移率Rh由14.25%呈线性增加到60.58%;对于离心式喷头,雾滴在水平风速影响下逃逸出2m准确沉积区域的时间从1m/s时的2s逐渐减少到6m/s的0.5s。（2）两种常用型号喷头雾滴粒径特性和飘移特性的风洞试验。在华南农业大学农业航空风洞内,对不同水平风速条件下的两喷头进行对照喷施试验,并将其结果采用统计分析处理。结果显示,对于两种喷头喷施雾化特性,风速范围在0到6m/s之间时,DV0.1随风速增大而减小,DV0.5、DV0.9、v100和雾滴谱宽度随着风速增大而增大;对于沉积特性,当风速为1m/s时,两种喷头在下风向2米竖直平面内的喷施沉积量均表现为下降趋势;而当水平风速为3和6m/s时,其沉积量均随高度的增加而减少;压力式喷头喷施的雾滴在下风向的沉积量随飘移距离的增加而减少,离心式喷头则根据水平风速不同或是减小,或是先增大后减小。对比风洞试验与数值模拟结果,发现两者雾滴沉积数据有很强的相关性,证明数值模拟结果可以反映试验结果。（3）X型布局极飞P20农用植保无人机模拟。选取无人机启动后三个有代表性的风场发育阶段,对其正、侧两个平面的风速剖面云图和旋翼下洗风场流线图进行展示,探索在不同前进速度条件下,无人机启动初期,风场发育中期,以及飞行达到稳定这三个特征时间,机身周围空间风场速度绝对值分布和风场流线图。进一步的,通过在喷头对应位置添加离散相,对雾滴离开喷头后离散在空中运动情况和地面沉积情况进行分析,证明受旋翼下洗风场影响,无人机喷施离散相雾滴的粒径和运动规律都发生了明显变化。相对于小粒径雾滴,大粒径雾滴更不容易受下洗风速影响而相对更多地分布在外围。当无人机悬停时,喷施获得地面离散相沉积浓度从机身正下方往四周辐射扩散缩小,沉积浓度关于机体体心正下方大致对称,但机身右后方沉积浓度会偏小,在机身正下方附近存在一块沉积浓度为零的区域。随飞机前进速度增加,沉积区域逐渐向机身后移。（4）极飞P20农用植保无人机田间试验。证明飞行速度对喷施雾滴沉积分布有影响。随前进速度增加,各采集带上获取的雾滴粒径特征值DV0.1、DV0.5和DV0.9均值趋于减小。对于每一速度,沉积雾滴粒径三特征值均在某一固定值附近波动,粒径特征值在喷施航线两侧3m范围内波动较为平稳。对于沉积数据,沉积雾滴密度和雾滴沉积率数据大致关于飞行轴线对称,从中心向两端呈波浪型下降。通过雾滴密度判定法和50%有效沉积量判定法这两种沉积幅宽判定方法,获取P20植保无人机喷幅,证明左侧有效沉积幅宽数据大于右侧,与模拟结果一致,通过对比厂家产品宣传册,发现50%有效沉积量判定法更能准确判定其喷幅。另一方面,通过对3个不同风速下采集带沉积数据计算,发现三个风速时沉积量变异系数分别为85.1%,95.3%,103.8%,证明随着前进速度增加,雾滴沉积效果趋向于不均匀。