冷气体动力喷涂（简称冷喷涂）是上个世纪80年代提出的一种全新的喷涂工艺，它是利用拉法尔喷管将输送气体加速到超音速，使之携带喷涂粒子撞击基板形成涂层。和传统的热喷涂相比，冷喷涂工艺消除了高温对涂层和基板的不利影响，具有避免氧化、残余应力小、沉积率高、涂层孔隙率低、涂料可以回收等诸多优点。冷喷涂的发展前景很好，它受到越来越多的关注。 由于喷涂过程中，气体为超音速流动，流速的测量比较困难，这使得实验研究受到许多限制。而通过对喷射流场的数值模拟分析，则可以清楚的了解喷射流场的压力、温度、速度等气动热力参数的分布和变化情况，优化基板与喷嘴之间的最佳距离、选择合适的输送气体，以及最佳粒子尺寸，从而大大降低实验设计费用，缩短设计周期。 对于气固两相流的模拟，目前主要有双流体模型（欧拉—欧拉模型）和颗粒轨道模型（欧拉—拉格朗日模型）两种两相流动数值模拟模型。冷喷涂过程中，粒子的体积百分比小于10％，适合采用欧拉—拉格朗日模型，即将粒子视为稀相，不考虑粒子对气体的影响。 计算区域采用非均匀的结构化网格划分。对于气相，采用重整化群k-ε双方程模型求解湍流参数，压力与速度耦合采用SIMPLE算法处理。对于粒子，假设它们是大小均匀的球体，忽略粒子间的相互作用。 本文研究了不同的输送气体、喷涂距离、喷涂粒子材料和粒径大小对喷涂效果的影响。研究结果表明： a．He对粒子的加速性能优于N₂； b．质量较小的粒子可以获得更高的喷涂速度，但当小到一定程度后，因为惯性变小，极易随气体一起脱离基板，或者在基板附近的漩涡中旋转； c．在计算的三种喷涂距离（L）中，L=18mm时粒子的喷涂速度最高。