核子器是造雪机最关键的工作部件之一,水的雾化与成核效率是由核子器的雾化性能决定的,其雾化性能直接影响着成核率,也进一步影响着造雪机的造雪性能和成雪质量。研究造雪机核子器的雾化性能对提高成核率、提高水资源利用率具有重要意义。核子器结构复杂,尺寸小,喷射压力大,喷射速度高,湍流强度大,因此本文分别采用数值模拟方法与实验方法对核子器的雾化性能进行了研究。主要研究内容如下:通过分析造雪机的工作原理,针对人工造雪技术目前面临的问题,给出了研究点和研究思路。并对研究所需的雾化和数值模拟计算进行了介绍。本文以一种造雪机核子器为研究对象,利用Solidworks软件对核子器内流体域结构、外部喷雾场结构进行三维建模,然后利用ICEM软件进行网格划分,最后将划分好网格的几何模型导入到FLUENT软件中,在选择模型、设置边界条件、设置求解参数后进行计算。研究内容如下:研究了核子器内部阀芯结构的移动距离d对雾化性能的影响。选择混合多相流模型与DPM（Discrete Phase Model）模型作为其数学模型,以核子器内阀芯的移动距离d作为变量,共分了五组工况。计算得到了不同工况下的喷射出口速度、出口流量、液相速度分布云图、液相组分分布云图等,并将不同工况的喷雾场中液滴的粒径和数量结果绘制成曲线进行对比分析。结果表明:核子器内阀芯的移动距离d在趋近于最小值时,核子器出口处液相喷射速度增大,液滴数量增加,雾化性能得到提升。研究了核子器内部阀芯上的旋流槽结构对雾化性能的影响。分别将VOF（Volume Of Fluid）两相流模型和DPM模型作为数学模型,建立了有旋流槽结构和无旋流槽结构两种工况的三维模型。计算得到了两种工况条件下的核子器内的压力场、核子器内外的涡流现象、核子器内外流线等的分布情况,分析对比了两种工况条件下液相在核子器出口水平线上、喷雾场内不同位置的水平线上以及喷雾场内轴向距离上的速度,并绘制了随时间变化的曲线,最后统计对比了不同粒径的液滴的数量。结果表明:增加旋流槽结构使核子器内压强变小,喷射轴向速度减小,径向速度增大,喷射液束更为发散,雾化锥角变大,喷雾场中液滴粒径的平均值变大。研究了工作介质水和空气的混合比例对雾化性能的影响。分别选择VOF模型和DPM模型作为数学模型,以水气混合比例作为变量共分为5组工况。研究方法采用实验为主、数值模拟计算为辅的方法。首先得到了能够实现人工造雪的气液混合比例,同时对造雪的质量进行了观察和测量。其次观察对比了不同工况条件下的宏观喷雾特征,并对不同工况进行了相应条件的数值模拟计算。结果表明:增加空气的比例可以有效优化雾化性能,随着空气比例的增加,液滴更为细密,雾化效果越佳。当水气混合比例达到0.2时,可以在-18℃实现人工造雪,雪的质量与自然降雪无异,且更为细密,粘度、湿度更大。