随着雾化射流技术在新材料制备,医药制造,能源清洁等领域的不断推广,雾化的液态介质日趋复杂,往往不是传统的单相低粘度牛顿流体,而涉及到高粘度流体,悬浮液,及非牛顿流体。对此属于两相流喷嘴的气泡雾化喷嘴相对于单相的压力式喷嘴等表现出了能耗小,雾化效果稳定的优良特性。对于气泡雾化喷嘴,以往的研究主要集中在参数容易测定的外部射流场中下游区域,然而对于最为关键的气液两相内混模式以及喷嘴出口处的雾化现象由于流动现象复杂而少有报道。本文基于界面追踪方法及不稳定性分析,对泡状雾化喷嘴内部混合腔管内流动状况和喷嘴出口处的一次雾化现象进行了建模研究。文章主要内容分为两部分:第一部分对气泡雾化喷嘴内部混合腔管两相流流型进行数值模拟研究,主要采用ANSYS Fluent软件的VOF模型。首先,分析气液比对环状流形成的影响,确定喷嘴出口处形成环状流所需的气液比变化范围;其次,分析喷嘴出口管径缩小比例对环状流形成效率的影响,得到适当缩小喷嘴出口管径来提高环状流的形成效率;最后,分析进气口数量对喷嘴出口含气率的影响,提出增加进气口数量来使喷嘴出口含气率处于合理范围并得到较好的雾化效果。计算分析结果表明,通过增加进气口数量和缩小喷嘴出口管径都能够明显地提高气泡雾化喷嘴的雾化效果。第二部分针对粘弹性非牛顿流体,建立了喷嘴出口处的一次雾化模型。该模型包括三个步骤:一是联立求解动量守恒方程及气液交界面滑移速率方程获得环状液膜的厚度;二是基于不稳定性分析,求取表面波增长率和表面波数之间的色散关系式,获得破碎临界波数值;三是由质量守恒方程求取液滴Sauter平均直径。本文对于粘弹性流体,引入了两种不同的色散关系式进行不稳定性分析,计算结果与已公开发表的实验数据进行了对比验证,分析讨论了模型的适用性和局限性。