船舶火灾具有起火点隐蔽、不易发现,处所狭小、爆炸危险性高,容易造成人员伤亡、施救艰难,对流传导快、火势极易蔓延等特点。因此配备有效的灭火装置非常重要。现有的船用灭火器存在灭火剂使用量大、混合不均匀易迸溅、对人体有害,灭火系统结构复杂、对喷嘴要求高等问题,并且对船用灭火喷头研究的公开文献也非常少,又由于两相流数值模拟的困难性,对气水混合型喷头的数值模拟研究更是几乎没有。本论文设计了一种体积小、总压损失较低、方便使用的新型船用灭火喷头,通过该喷头的特殊结构可以使水和气充分混合,以水气混合物作为灭火剂,柔化水流减少进溅,提高了灭火剂对着火体的覆盖性,达到隔氧窒息和冷却的双重灭火效果。本论文从数值模拟和实验两方面对灭火喷头进行设计优化,主要进行以下几个方面的工作：(1)通过对现有的船舶灭火器存在的问题进行研究,设计出与船用消防水带相配合的气水混合型灭火喷头结构,并进行减阻优化。(2)建立不同形式的喷头模型,以稳态VOF计算模型对所设计的喷头进行两相流数值模拟,选择出掺混均匀、防迸溅性能好的模型,研究其在不同工况下的性能参数的变化。采用不同的计算方法与VOF稳态计算结果对比,为实验研究提供较为可靠的理论指导。(3)以空气为气相灭火剂进行实验研究,对所设计的灭火喷头进行验证和修正,结合数值模拟,最终设计出效果良好的气水混合型灭火喷头结构,并验证了所使用的数值模拟方法的正确性。(4)提出以二氧化碳和水的混合物为灭火剂,进一步提高灭火效率的方案,并以数值模拟方法验证所设计的喷头适用于二氧化碳和水的混合。