滴灌是目前农业节水灌溉中效率最高的灌溉方式。滴灌系统的关键部件是灌水器,其性能的好坏直接影响着滴灌系统的灌水质量和工作可靠性。使用参数化设计的方法进行新产品开发便于实现品种系列化,并且可以大大缩短产品开发周期、降低成本。对于迷宫型灌水器设计无定量依据的问题,对矩形流道结构单元进行特征参数提取,得到了流道宽、单元长、单元高和单元数四个关键特征参数。应用激光快速成型技术可无模具制作灌水器一体化实验件,应用于实验。通过正交实验设计,分别采用水力性能实验和计算流体动力学(CFD)模拟计算两种方法得到了矩形迷宫流道灌水器的水力性能数据。研究了矩形迷宫流道灌水器结构关键特征参数对其水力性能的影响。实验分析认为:流道宽对流态指数影响最大,其次是单元高、单元长以及单元数;对流量影响最大的参数是单元数,其次是流道宽、单元长以及单元高;建立了矩形迷宫流道结构关键特征参数与灌水器流量系数和流态指数及流量的回归模型。针对灌水器使用易堵塞的问题,利用基于CFD的计算流体动力学分析软件Fluent对单翼迷宫滴灌带流道内的流场分别进行了单相和水砂两相流的数值模拟。通过对结构的分析可知:滴灌带迷宫流道发生堵塞的主要结构上的原因是由于滴灌带迷宫流道和进水口结构设计不合理;从流动特性分析中可知迷宫流道中存在着“涡旋区”,且速度很低,这些区域为堵塞发生的隐患,这可从流道中水砂两相流分析中颗粒的运动情况得到验证。在上述分析的基础上,对滴灌带的进水口、单元流道以及出水口的结构进行了整体优化改进。对改进后的滴灌带中流动场的速度分布以及两相流粒子的运动情况进行了分析。结果表明:滴灌带中流体的整体流动特性得到了较大改善。在改进的迷宫型流道中,“涡旋区”基本消除,提高了迷宫型滴灌带的抗堵塞性能。