单侧旋流喷嘴是海水淡化装置中的重要组成部分,它的喷淋特性的好坏直接影响着整个装置的性能,若喷淋均匀性较差致使换热管受热不均,轻则影响整体效率,重则影响设备寿命,由于它喷淋性能的重要性,历来是相关领域的研究热点。从上世纪50年代开始,大量科研人员对喷嘴从理论、实验及数值模拟方面展开了研究,他们总结出了很多设计理论及经验公式,为喷嘴的生产制造提供了有力的支持,然而前人的工作大多集中在喷嘴的理论推导与结构设计,对喷嘴在特定领域的优化较少涉及,而随着ANSYS等平台的快速发展,它们提供了一系列有用的仿真优化分析工具,能够帮助研究人员快速开展工作,十分方便快捷。本文在实心喷嘴的基础上进行优化,虽然该喷嘴能够形成实心喷淋效果,但喷淋均匀性很差,有很大的提高空间。本文基于ANSYS平台下的设计探索（Design Exploration）模块,进行自动的优化与分析,首先用UG进行参数化建模,对喷嘴的14个结构尺寸参数化定义,然后在Fluid Flow（fluent）中完成一次完整的数值模拟流程,接着在直接优化（Direct Optimization）中设置输入参数的变化范围及优化的目标变量,设置完后即可执行优化程序,待收敛后便可以计算出最佳的结构参数组合。在参数相关性（Parameter Correlation）中可以分析哪个参数对最终结果影响最大,然后重点研究该结构的影响方式,为后续的改进与提高提供最有利的支持。本此优化的最佳结构相对于原型喷嘴均匀性提高了11.9%,并通过分析发现喷嘴直管段直径对喷淋均匀性影响最大,且减小该结构参数能够提高均匀性,增大该参数会降低均匀性。经过对比不同直管段半径喷嘴的速度及能量云图发现,半径的减小增大了喷出水流与向上卷吸空气间的速度差,这是液体破裂成液片、液带继而破碎成小液滴的直接动力来源,较大的速度差有利于小液滴的形成,进而有利于液滴在空间平面的分布,能够提高均匀性。为了衡量优化前后的均匀性,本文采取了四种评价方式,分别是面价加权平均与质量加权平均的联合公式、周向质量流量均匀性公式、径向质量流量均匀性公式以及质心与形心构成的向量评价方式。经过对比发现除了周向均匀性没有提高外,其他三种均有明显提高,基本说明本次优化的正确性,同时也发现了优化后喷嘴在周向喷淋的不足,为后续的改进提供了理论指导。