近年来,人们越来越多的将水射流清洗技术应用在各个行业。水射流的清洗效果直接取决于其一个关键组成部分—喷嘴。喷嘴按形状分为三种类型：分别为异型喷嘴,扇形喷嘴和圆柱形喷嘴。扇形喷嘴以打击力大,简单实用,喷射均匀等优点著称。收缩-扩张型的圆柱形喷嘴已经被国内外学者进行了深入研究,但是扇形喷嘴由于结构的非轴对称性,研究很少,特别是关于扇形喷嘴的内外流场特性研究。在本文中,通过改变扇形喷嘴的几何参数,利用FLUENT的可视化数值模拟功能来研究扇形喷嘴内外流场,以达到优化扇形喷嘴结构的目的,同时为选择和设计扇形喷嘴提供一定参考。在本论文中,使用Fluent这一CFD流体仿真软件,分析了西南交通大学新型驱动技术中心研发的地铁隧道水冲洗车所用扇形喷嘴,得到了扇形喷嘴的射流特性,研究了扇形喷嘴的各个结构参数和工况对其射流特性的影响。在此基础上,得到了比较适合地铁隧道水冲洗车的扇形喷嘴结构和良好工作环境。为扇形喷嘴的结构设计和工作环境的优化提供了参考依据。本论文主要由三部分组成：(1)通过模拟仿真地铁隧道水冲洗车辆所用的扇形喷嘴,得出了扇形喷嘴的射流特性,对扇形喷嘴进行了速度,介质含量,流量和打击力的分析,介绍了速度和介质含量在扇形喷嘴内外流场中的变化趋势,得出扇形喷嘴的打击力和流量变化。(2)在地铁隧道水冲洗车中的扇形喷嘴的基础上,通过改变扇形喷嘴的入射圆柱段长度,入口直径,入口段直径,入口圆柱段长度,切槽相对偏移量,入射断面直径和切槽角度的参数,研究分析了结构参数变化对扇形喷嘴内外部流场特性的影响。(3)在对扇形喷嘴内外部流场特性的研究基础上,优化和改进扇形喷嘴结构。分析研究了进水压力对射流性能的影响,找出最优值,并且研究打击距离和打击角度对清洗效果的影响,从而达到更为满意的空化射流冲洗效果。从而得到较好的清洗方案,为实际地铁隧道的清洗工作作出指导。