油水分离旋流器是利用油水两相液体之间的密度差，通过离心力的作用在水力旋流器内部进行油水分离的设备。本文应用计算流体动力学(CFD)的原理和方法，对油水分离旋流器的内流场及其分离性能进行数值模拟，通过与试验验证，确定程序开发的总体流程，并依此进行油水分离旋流器优化软件的设计。 首先，通过油水分离旋流器分离性能的现场试验，验证其分离性能与流场特性之间的内在联系，为CFD计算分析流程提供必要的试验数据。 从油水分离旋流器流场分析的基本理论出发，采用LRR雷诺应力湍流模型，应用SIMPLE算法，对其内部流场进行了数值模拟。得到了旋流器内油水两相流场的分布规律和油水两相流的分离特性；并且从流量、分流比与分离效率关系的两个方面对数值模拟结果和实验数据进行对比分析，其相对误差都在8％的范围内，从而说明该数值计算方法和整个CFD分析流程是正确可靠的。 本研究工作的创新点是首次针对工程设计人员，基于CFD技术开发了油水分离旋流器优化设计程序。该程序融合了计算机技术、数值仿真技术、系统集成技术，采用了结构参数优化设计思想，可根据实际需要实现油水分离旋流装置从物理建模、计算求解、模型后处理及结果分析的个性化设计过程，得到其内部流场参数和工程数据，并可通过选择不同的旋流器结构模型以及相关操作流程的工艺指标计算，帮助工程人员综合分析油水分离旋流器的各种影响因素，实现结构尺寸优化，快速设计出性能良好的油水分离旋流装置。