论文以针栓喷注器轴向环形贴壁液膜为背景,将其简化为贴圆柱外表面流动的环形半自由液膜,通过数值仿真和高速摄影试验,研究了不同结构工况参数对液膜发生器内流场、液膜流动特性和表面波动特性的影响,为深入研究液膜流动,扩展液膜的工程应用提供了参考。首先,通过仿真得到了液膜发生器内流场的变化规律,并优化设计了新的液膜仿真模型。发现空化是动态发展的过程,增大出口张角、增大反压和减小压降都能抑制空化。空化和流道出口结构是影响流场速度分布的关键因素,大出口张角下,可获得高速薄液膜。其次,针对新模型,对液膜的流动特性进行了仿真,并通过高速摄影试验进行了对比。研究表明,液膜沿程厚度逐渐增大,速度逐渐减小。壁面阻力和表面波动是不同工况下影响液膜速度和厚度发展的根本因素。并发现液膜速度变化是液膜厚度变化的直接原因。最后,通过对试验得到图像进行处理分析,得到了液膜表面波动特性及破碎特性。研究表明,液膜表面波动是非周期,无序的复杂波动。随着轴向位置增大、压降增大液膜波动破碎程度越大,随环缝宽度增大,液膜波动破碎程度先减小后增大。存在临界破碎波陡值约为0.25,临界破碎相对波高约为0.30。并发现波的尺度变化和波动是否充分发展,对液膜表面波动规律有重要影响。