我国多数油田现已进入开发的中后期,很多油田的含水率超过80%,由于环境保护的要求,大量的油田采出液将作为注入水回注到地下,这需要高效节能的油水分离技术。基于旋流分离原理的旋流分离技术因良好的工作性能得到广泛应用,但是传统的水力旋流器也存在诸多不足。复合式水力旋流器是将静态水力旋流器和动态水力旋流器的特点有机结合在一起而开发出来的新型分离设备,有广阔的应用前景。本文基于CFD对复合式水力旋流器内部的强旋流场进行了数值模拟研究,使用Gambit软件建立几何模型,根据内流场各向异性的特点,选择采用雷诺应力模型,并结合混合模型计算得到了压力场、速度场和油相浓度场的分布情况,揭示了压力、切向速度、轴向速度、径向速度以及油相体积分数的分布规律。本文研究了分流比、含油浓度、流量和叶轮转速四个操作参数对复合式水力旋流器压力降性能和分离性能的影响作用。结果表明,分流比的减小、流量和叶轮转速的增加会导致底流压力降升高；溢流压力降随着分流比、含油浓度、流量和叶轮转速的增大而增大；当分流比和叶轮转速增加、流量减小时,简化效率会相应提高。通过正交试验方案得到各操作参数对底流压力降的主次影响关系为：流量、叶轮转速、分流比和含油浓度；对溢流压力降的主次影响关系为：分流比、流量、含油浓度和叶轮转速；对简化效率的主次影响关系为：流量、叶轮转速、分流比和含油浓度,并据此优选出简化效率最大的一组操作参数工况。本文考察了旋转栅叶轮和溢流管的部分结构参数对复合式水力旋流器工作性能的影响,通过分别改变叶轮直径、叶轮长度、叶片数目和溢流管直径来研究了底流压力降和溢流压力降等的变化情况,为以后进一步的设计研究提供了一定参考。