冲击式水轮机的喷嘴射流的是一种复杂的气液两相非定常流动。本文首先介绍了流场数值模拟的基本流场控制方程、CFD求解过程，重点讨论喷嘴射流数值模拟中适用的湍流模型、网格技术以及自由表面追踪技术。本文详细描述数值解析的各项设定，依照计算前处理的次序介绍了数值模型的建立、网格的划分、边界条件和初始条件的设定、计算控制参数设定。由于冲击式水轮机喷嘴射流是两相射流，进行瞬态计算的时间步长必须非常小，需要大量的计算资源。本研究在保证结果正确可信的前提下对计算的模型、网格和边界条件等多方面进行探讨。 　　在冲击式水轮机的设计或者改进中，射流形状是重要信息，它包含了三个重要参数：缩流位置Z0、缩流半径R0以及射流半径膨胀率kRji等。这些参数可以用来判断射流的质量从而改进喷嘴、喷针和上游导水管道的设计，还可以作为下游水斗设计、机壳设计提供依据。本文介绍了射流形状预测存在的难点，在射流的数值模拟基础上对适用于环境风速下的射流半径计算公式进行推导，提出了网格动能权重法，应用该方法对几个时刻的瞬时射流形状进行计算，揭示了射流形状的不稳定性。由此，首次引入了统计的方法进行时间平均处理，讨论和比较了最佳的取样频率和样本数量，作出了时间平均的射流形状，从而找到了缩流位置、缩流半径和缩流速度等重要设计参数。通过最小二乘法作出射流膨胀的趋势线，得到线性的趋势方程，从而确定了射流半径膨胀率。应用网格动能权重法，本章还对不同喷针开度下和不同环境风速下的射流形状进行了比较。冲击式水轮机喷嘴射流由于处于大气压力中，被认为是空气中的“自由射流”。流场数值解析揭示了在喷嘴喉部和收缩截面之间的射流相对大气压具有一定的压力，由此把自由射流区分为准自由射流和完全自由射流两个区域。本文对喷嘴射流的喷嘴内部单相流动、准自由射流、完全自由射流区域的能量结构进行了详细的分析。