高压磨料水射流光整加工技术是特种加工工艺中的一种新技术,其自身的许多优点使它具有重要的研究价值和相当广阔的发展前景。基于理论分析,高压磨料水射流流场特性直接影响着光整加工的质量和加工效率。为了避免试验研究的盲目性和提高实际应用的可预见性,本文以数值模拟为主来研究喷嘴内外高压磨料水射流流场特性,对优化喷嘴的结构、射流形式及加工参数的选择,有一定的工程应用价值。本文主要内容包括:研究了喷嘴内外高压磨料水射流的湍流模型、多相流模型及数值计算方法;分析了高压磨料水射流的基本理论;阐述了高压磨料水射流光整加工的基本理论;用CFD(FLUENT和GAMBIT)软件对喷嘴内高压磨料水射流流场、喷嘴外非淹没、淹没高压磨料水自由射流、冲击射流的流场进行了系统的数值模拟研究。通过理论分析,明确了高压磨料水射流加工中有哪些参数影响加工质量;通过数值模拟,对可视化的图形图像进行了分析研究,全面考察了喷嘴内外的流场特性,重点分析了喷嘴结构参数对流场特性的影响、喷嘴出口速度、靶距对射流轴线速度的影响以及喷嘴出口速度、靶距、入射角度对射流冲击壁面压力的影响,比较分析了淹没与非淹没射流流场特性的区别。此次数值模拟的结论将为以后研究此项课题奠定良好的基础,也能为实验装备的设计提供一定的依据。