爆轰发动机是一种新概念发动机,具有燃烧效率高,污染排放少的优点,在许多领域有广阔的应用空间。但是要将爆轰技术成功应用还面临很多问题。目前绝大多数爆轰试验都使用可燃气体作为燃料,使用液体燃料很难实现爆轰。使用液体燃料进行爆轰的主要难点之一是燃料雾化问题。爆轰波在燃烧室中传播速度高达数马赫,燃料喷射系统必须要在几毫秒之内完成燃料的雾化、蒸发及掺混。为了燃料更快速的蒸发及掺混,雾化后的液滴直径必须要达到微米级。本文首先通过理论分析,数值计算的方式确定了一种最适合爆轰发动机使用的雾化模型,然后对这种雾化模型影响雾化效果的多种因素进行数值计算,用单因素的方法分析各个因素对雾化效果的影响规律。之后通过正交试验综合考虑各种因素的共同作用进行优化,确定最佳参数组合。根据现有雾化模型的雾化原理设计喷嘴结构,并且搭建试验台进行试验研究。本文的主要研究内容如下:(1)综述了爆轰理论、爆轰发动机及雾化理论的发展现状,明确了柴油爆轰发动机燃料雾化系统需要满足的条件。综述了Fluent中的计算理论。分析了常用的几种雾化模型工作原理、雾化特点及适用范围。(2)通过Fluent数值计算确定最优雾化模型,计算喷嘴气路直径、来流速度、流场压力、流场温度、喷射角度、柴油供油速度单独作用时对雾化质量的影响以及液滴直径分布,分析影响规律。(3)通过正交试验对数值计算得到的结果进行统计分析。分别在6个因素的计算结果中选择具有代表性的值构建6因素5水平的正交试验表。根据正交试验表中的因素水平组合,进行25次数值计算,分析各个因素共同作用时对雾化效果影响趋势,确定最优参数组合。(4)根据最优雾化模型的雾化原理设计喷嘴结构并搭建雾化试验台,根据参数进行设备选型,在雾化试验台上进行喷嘴雾化试验。通过试验结果验证喷嘴雾化质量能否达到要求以及计算模型的可靠性。