液体射流破碎及雾化指的是将液体通过喷嘴喷射到气体介质中,使之分散并碎裂成小颗粒液滴的过程。射流破碎与雾化广泛应用于人类的生产生活中,但是实际遇到的流体大部分是非牛顿流体,因此充分认识非牛顿流体的雾化机理,研究非牛顿流体射流破碎有着非常重要的意义。本文以幂律流体液膜射流破碎为例,采用数值模拟的方法,研究了幂律流体液膜射流的破碎过程和影响规律。根据国内外研究现状,非牛顿流体的数值模拟大多集中于流体的流动,而采用数值模拟方法研究射流破碎与雾化都是针对于牛顿流体。针对这一特点,本文对幂律流体液膜射流破碎的数值模拟研究,分为了两个过程:首先通过喷孔内数值模拟得到了喷孔出口速度分布;其次对喷孔外射流破碎采用FLUENT软件基于VOF界面追踪的方法进行数值模拟。通过分析射流破碎过程和界面问题,本文构建了幂律流体的三维本构方程,进一步介绍了幂律流体射流破碎的控制方程组,最终结合VOF界面追踪方法,通过UDF编写相应的模块,形成了幂律流体液膜射流破碎的数学模型。通过数值模拟,得到了幂律流体液膜射流破碎过程,定义了两个描述射流破碎特征的重要参数:核心长度和破碎长度。最后模拟了各种参数对幂律流体液膜射流破碎的影响。数值模拟结果表明,射流速度、环境温度和气液密度比均有利于幂律流体射流的破碎,随着射流速度、环境温度或气液密度比的增加,射流张角增加,雾化后液滴尺度减小,射流的核心长度和破碎长度均减小;液膜厚度、幂律指数和稠度系数均不利于幂律流体射流的破碎,随着液膜厚度、幂律指数或者稠度系数的增加,射流张角减小,雾化后液滴尺度增加,射流的核心长度和破碎长度均增加。通过部分工况下实验结果与数值模拟结果的对比分析,表明了各参数对幂律流体液膜射流破碎的影响趋势与实验结果是一致的,进一步证明了模型的正确性和可信度。