空化水射流清洗技术具有清洗质量好、清洗速度快、无环境污染、对清洗物几乎无腐蚀等特点，目前在煤矿开采、石油钻井、船舶清洗中等领域得到广泛应用。而空化射流形成于空化喷嘴，因此空化射流的性能取决于空化喷嘴结构的优劣。本文以空化喷嘴内表面结构为研究对象，以空泡动力学、流体力学、摩擦学为理论基础，结合理论分析、数值模拟以及实验的方法，深入分析了空化喷嘴内表面结构在空化发生过程中的作用机制。　　首先，文章介绍了空化水射流技术的特点、产生机理以及发展现状，强调了空化水射流技术在船舶清洗领域的应用及重要性，并简要综述了国内外学者在空化水射流领域作出的研究，阐述了课题的研究意义以及研究内容。　　其次，文章构建了收缩空化喷嘴物理模型，采用计算流体力学的方法，运用FLUENT软件，选取Mixture多相流模型以及k??湍流模型对喷嘴内部流场进行数值计算，确定了收缩空化喷嘴内表面构型位置，并根据表面结构构型方法在收缩喷嘴内表面进行结构构型，分别改变了构型凸起分布位置、间隔、凸起数量以及尺寸，从多角度分析了喷嘴内表面结构对空化特性的影响。　　再次，在空泡动力学的基础上，从Rayleigh方程出发，通过数值计算，分析了喷嘴内表面结构引起的压强波动对空泡生长和溃灭过程的影响，得到了不同凸起构型附近空泡泡壁演变规律。　　再次，采用数值模拟的方法，按照凸起构型类型设计、凸起构型尺寸设计、凸起构型形状设计的顺序对喷嘴内表面结构构型优化进行探讨，初步提出了促进喷嘴空化的结构构型设计准则，获得了给定工况下空化效果最好的结构构型。　　最后，自行设计和加工得到了内壁粗糙程度不同的空化喷嘴，采用“标准试件冲蚀法”，通过冲蚀效果来间接评价空化喷嘴射流的空化性能，实验结果表明，在一定范围内，空化喷嘴的空化性能随着空化喷嘴内表面结构粗糙程度的增加而有所增强，证明了空化喷嘴的空化性能可通过改变空化喷嘴内表面结构来进行优化。