喷嘴内部的空化现象对于加强射流的雾化效果具有重要的影响。自激振荡脉冲雾化喷嘴因其特殊的几何结构能够使射流具有脉冲空化效应,从而有效提高射流的喷雾性能,故对其喷雾特性的研究对射流喷雾技术的发展具有重要意义。本文通过研究喷嘴内部瞬态流动结构及演变形态分析了喷嘴内瞬态结构对喷嘴喷雾性能的影响;在联合喷嘴内外流场的基础上探究了自激振荡脉冲雾化喷嘴的喷雾性能。主要研究内容有:(1)基于有限元分析中的湍流模型、多相流模型和空化模型等数学模型的优缺点、应用特点以及适用范围,提出了耦合LES/Mixture/Schnerr-Saurer的计算方法来计算自激振荡脉冲雾化喷嘴内部气液两相流的瞬态流动,并通过对比试验结果验证所提数学模型的正确性。(2)利用建立起的LES/Mixture/Schnerr-Saurer数学模型对自激振荡脉冲雾化喷嘴内空化云的瞬时流动形态展开研究,分析了一个振荡周期内空化云的演变规律、不同雷诺数对空化云体积分数的影响,以及不同形态的空化云对喷嘴喷雾性能的影响。(3)建立起喷嘴内外流场的欧拉—拉格朗日喷雾模型,通过对比研究自激振荡雾化喷嘴与常规喷嘴的喷雾形态探究了空化泡溃灭和脉冲效应对喷嘴喷雾特性的影响。通过分析不同结构参数对索特尔平均直径、喷雾锥角和喷雾贯穿距的影响得到了结构参数对雾化性能的影响规律及具有较好喷雾效果的喷嘴结构参数范围。