矩形水舌的表面初次破碎过程,是挑流泄洪雾化第一雾源产生的主要原因,其特性与后续的第二雾源、第三雾源都息息相关,故矩形水舌的初次破碎机理是一个重要的科学问题。本文基于大涡模拟方法,对矩形水舌的表面初次破碎现象与机理进行了深入研究,主要研究内容可分为以下几个方面:（1）建立了水舌表面破碎模型。认为矩形水舌是连续不可压缩的水体,采用Navier-Stokes方程作为基本的控制方程;使用体积分数法和界面几何重构法来对水舌的表面进行追踪刻画,展现水舌在空中运动过程中的形状变化;表面张力会导致水舌表面的“丝状”收缩断裂成球状液滴,因此在动量方程的源项中加入表面张力模型;使用液团转换模型对这些液滴进行追踪与统计;湍流模型采用大涡模拟模型来模拟涡结构的扩散与发展;并在速度入口加入随机点涡阵来体现水舌射出前受到的随机扰动。该模型不仅能较为真实地表现出水舌的运动特性,还能对破碎而出的液滴进行统计分析。排除网格划分的影响后,通过与实际小尺度圆形射流图片与模型数据的对比,验证本模型的可靠性。（2）水舌初始条件对水舌运动的影响研究。利用水舌表面破碎模型的计算结果,探究了其表面破碎的机理,将整个过程划分为三个阶段。并提出了形变参数与掺气程度的方程来描述水舌的形变与掺气。通过设计三类不同的计算工况,研究了入口初始速度、初始湍流强度、尺度大小对水舌运动的影响。结果表明:入口初始速度、初始湍流强度、尺度的增大,水舌的形变都会加剧。并且涡结构会加快、加强表面的破碎程度,涡结构越强,表面越容易破碎。（3）水舌初始条件对脱落液滴分布的影响研究。通过液滴转换模型,能够捕捉到脱落的液滴,对其在三类不同工况下的空间、直径、速度分布进行统计分析。结果表明:小尺度情况下,水舌上表面比下表面更容易破碎,液滴数量更多;上表面脱离的液滴平均直径小于下表面的;液滴的剥落主要发生在矩形水舌的上表面的直角边附近;液滴直径是一个单峰分布,随着入口初始速度、初始湍流度、尺度的增大,脱离而出的液滴直径也增大,并且分布更加集中;尺度的大小对于液滴速度影响更大,尺度越大,液滴速度反而变小。