根据传统的消防细水雾灭火系统设计,喷头终端一般安装在空间的上部,采用下喷的方式进行控火,而火灾过程中产生的高温烟气由于热浮力的作用会上升至顶棚并聚集,再加之火灾发生过程中充满了不确定性,空间上部的烟气会受到细水雾的冲击而发生沉降,从而降低整个空间的能见度,对于火场救援和灭火工作十分不利。前人在普通水喷淋与烟气的相互作用方面开展了相关研究,但细水雾系统与水喷淋相比具有粒径小、喷雾压力大的特点,所以细水雾与烟气发生相互作用的表现也会有所不同。之前的研究缺少关于细水雾与烟气相互作用的成果,需要进一步探寻细水雾与烟气之间互相影响的作用机制,完善对更广粒径和压力范围的水颗粒与烟气的相互作用研究,对于今后的细水雾系统设计工作和气液两相流研究具有一定的指导作用及现实意义。本论文主要采用理论分析结合数值模拟的方法,主要探索细水雾特性参数和烟气特性参数对烟气沉降可能产生的影响,并借助于动力学分析,重点讨论研究离散相的细水雾颗粒与连续相的烟气之间的相互作用力,形成针对本问题的理论分析。数值模拟部分运用FDS软件以仿真实验的形式对理论推导结果进行验证,并就细水雾压力、粒径等因素对烟气沉降的影响程度展开了单因素和双因素的对比分析。本文主要内容具体体现在以下三个方面:1)针对细水雾下烟气层的稳定性问题,首先进行了有别于传统水喷淋模型的理论分析,该部分从受力的角度出发,分析了单位体积分界面薄层所受的拖曳力与浮力的大小,并将两者的比值定义为预测烟气是否发生失稳的稳定性判据。通过求解烟气的动量方程得到了失稳烟气的沉降距离公式,分析了分界面薄层和烟气层整体平均温度的数学表达式,建立了温度与受力之间的内在联系;2)数值模拟方面,总结所有模拟工况得出烟气沉降总体规律,主要表现在烟气沉降状态、沉降距离、稳定性判据特定阈值三个方面,并分别与理论分析形成对照和相互验证,补充了理论分析中未涉及的烟气回升振荡现象分析,解释了烟气回升振荡速度场和温度场的变化;3)各自分析了细水雾压力和粒径、烟气层温度和厚度对烟气层稳定性的影响,拟合了数值模拟的结果,并与理论分析进行了对比。用量化的影响因子比较了压力和粒径对失稳影响的程度轻重,并用两者的组合量“面压力”进行了双因素影响分析。