利用FLUENT软件,对淹没磨料射流进行了多相流的数值模拟,计算了不同结构形式的喷嘴内外流场特性。探讨了在淹没条件下前后混合磨料射流的冲击角度、流量、压力、靶距、混砂管长度、混沙管直径、磨料浓度、围压变化对喷嘴内外流场的影响规律,对磨料粒子的运行轨迹进行了预测,同时对可视化的流场分布及计算结果进行了分析。对于前混合磨料射流,分别数值模拟了26 0、4 50、6 00锥直型喷嘴内外流场及磨粒运动特性,并对淹没条件下影响射流打击力的因素--靶距、冲击角度和围压进行了仿真分析。分析结果表明:淹没磨料射流存在一射流核,约为(3 ? 5)D,但随后射流衰减较快。圆柱、圆锥、锥直型三种典型喷嘴以锥直型喷嘴效果最好,且以26 0锥直型喷嘴效果更优。射流打击力、切缝宽度随靶距的增大而减小,随泵压的增大而增大。压力峰值随着冲击角度的增大而增大,在90 0(即垂直打击)时最大,但考虑射流反射的影响,最优工况在80 0左右。在其它条件不变时,射流等速核的长度、轴心动压、轴向速度衰减规律不随围压的变化而变化。对于后混合磨料射流,研究了混砂管长度等对射流性能的影响,并对磨粒粒子在后混合式喷嘴中的混合加速过程进行了模拟。同时为更加直观反映后混合喷嘴内流场分布及混砂特性,数值模拟了三维流场及混砂流线轨迹,得出了喷嘴内速度及压力分布,为进一步的可视化三维仿真分析打下了基础。同时为提高淹没射流的有效靶距,提高射流水下的切割能力,提出了通过加保护气的形式来改善射流的发散度和密集度,并对其进行了数值仿真研究。结果表明:随混砂管的增长,磨粒的速度明显增大,管长为20mm时得到的速度约540 m /s。适当的通入保护气体可以有效改善射流的性能,提高淹没射流的有效靶距,射流束及磨粒速度均得到了一定程度的提高。当气量供应增大到一定值后,改善效果减弱。在后混合磨料射流实验平台上,进行了淹没磨料射流相关实验。对纯水及磨料射流在较低压力下的射流轴心动压进行了测量,同时进行了磨料射流切割混凝土实验。研究了系统压力、靶距和混砂管长度对后混合磨料射流切割深度的影响,以验证仿真结果。实验表明:仿真分析与实验结果变化规律基本一致。