油箱燃爆是飞机事故的主要原因之一，现有研究表明，利用机载制氮系统产生的富氮气体对油箱进行惰化是保证飞机油箱安全、抑制油箱燃爆最经济、最有效的方式之一。该惰化方式可通过对燃油洗涤和油箱上部气相空间冲洗惰化技术来实现，其中，燃油洗涤主要应用于军用飞机，而冲洗惰化则广泛适用于民用飞机。所谓冲洗惰化就是将富氮气体冲入到油箱气相空间，并使得气相空间氧气浓度维持在燃油燃烧极限以下。本文结合国产大飞机燃油箱惰化技术研究任务需要，对民用飞机惰化流场及惰化效果影响因素开展了较为深入的研究。其具体内容包括：（1）在对燃油中氧氮溶解特性研究的基础上，建立了适用范围更广的燃油冲洗惰化模型，通过与实验对比验证了所建模型的正确性；并应用数值积分的方法研究了冲洗过程中的氧浓度变化规律。（2）采用数值模拟方法分别对单舱和多舱油箱惰化空间的氧浓度变化规律进行了研究，并探讨了如流量、氮气浓度、流速等因素对油箱惰化效果的影响；在此基础上，提出了舱内氧浓度“最大值”、“惰化完成百分比”等评估指标，完善了惰化效果评价体系；建立三维数学模型，结合国产大飞机油箱结构，就多隔舱油箱冲洗过程进行了仿真研究，获得了各油箱隔舱在不同时刻时的氧浓度分布情况等详细信息。（3）首先以单舱油箱的冲洗惰化过程为例，将单舱油箱的进出口之间的通道命名为“主流道”，并认为最佳的冲洗效果是主流道应占据尽可能多的舱内面积（体积），对冲洗过程中流场变化机理进行了研究；然后，对具有代表意义的多隔舱油箱进行了多算例计算；在此基础上，提出了具有普适意义的多隔舱油箱气流优化的设计原则，并将该原则应用于大飞机油箱惰化气体流动路线的设计之中，获得了较好的效果。（4）建立了实验装置，开展了一系列实验研究工作。其中：气体流动的可视化实验验证了文中对于流体流动计算方法的有效性；液体冲洗示踪实验建立了流体冲洗过程的定性认识；液体冲洗时浓度的定量测量实验为流体的示踪以及浓度测量，特别是瞬态的浓度测量提供了一个良好的思路，实验结果进一步证实了文中提出的惰化气体流动方式优化设计原则。本文研究结果可为大型民用飞机燃油箱惰化系统设计提供有益的参考。