本世纪初的几十年是我国电力事业迅猛发展的时期。由于发电、用电地域之差，决定了我国输变电行业将面临巨大的挑战和艰巨的任务。高压SF₆断路器既是电力系统中的重要电力装备，又是高压电器中典型的开关电器之一，其产品的研究涉及电、磁、热、机等多学科内容，以其为核心而进行相关理论的研究对提高开关行业的理论水平具有重要现实意义。高压断路器开断特性的研究是高压断路器设计理论和产品开发研究的重要内容，由于高压SF₆断路器气流场求解的复杂性和特殊性，断路器灭弧室的气流场分析成为开断特性研究的重点。SF₆高压断路器的喷口对断路器开断过程中吹弧气体的流动特性起着控制作用，从而成为灭弧室的心脏。本文以252kV SF₆断路器为研究对象，以大型流体力学计算软件包FLUENT为平台对灭弧室气流场进行了仿真研究，结合电场计算结果，研究了改变喷口喉部下游仰角、长度对灭弧室吹弧气体流动特性、介质强度恢复特性的影响；首次应用激波理论和拉伐尔喷口中流速与截面比的关系，研究了局部“放—收”型面及两段式型面对吹弧气体的控制作用及对介质强度恢复速度的影响；比较了在不同的喷口尺寸及型面下的介质强度恢复速度，得出了喷口下游的型面对开断过程中介质强度恢复速度影响显著的结论。同时，由于流体运动大多表现有湍流。本文从宏观角度，选择不同的湍动模型，在改变喷口型面结构下，通过数值模拟分析湍流产生及其对SF₆高压断路器吹弧气体流动和介质恢复特性的影响。得出了光滑喷口壁面吹弧气体的流动表现为层流；喷口上的“放一收”型面结构或者凸凹不平的壁面结构是喷口中湍流形成与发展的重要因素；湍流发展得越充分，气流场最高流速及整体流速越低，越有利于介质恢复速度的提高。本文的工作为进一步研究如何通过喷口优化设计提高断路器介质恢复特性提供了理论基础，对SF₆高压断路器喷口的优化设计及灭弧室小型化设计具有重要的实际意义。