钛及钛合金已经被广泛应用于口腔种植体,为了使口腔种植与人体环境具有更好的相容性,需要对种植体钛金属表面进行处理,获得更好的表面形貌和综合性能。本文设计了一种复合空化喷嘴并采用数值仿真与实验相结合方法,研究了淹没式空化水射流对钛金属表面空化处理效果。（1）根据空化水射流特性设计了复合空化喷嘴,建立了淹没条件下空化水射流三维仿真模型并对比分析了复合空化喷嘴、扩张出口型风琴管喷嘴及圆柱出口型风琴管喷嘴的空化效果。研究结果表明:复合空化喷嘴具有更有的空化效果和表面处理能力。（2）建立了淹没条件下复合空化喷嘴冲击钛金属表面的二维轴对称模型,对比分析了喷嘴结构参数和工艺参数对空化作用的影响。研究结果表明:提高喷嘴入口压力可加速液体流动,获得更高射流速度和含气率,增强射流空化强度;扩张角出口角度对喷嘴出口处射流直径影响显著,扩张出口角度为60°、扩张段长度为4mm时射流湍动能及空泡体积分数较高;撞击角度为60°时谐振腔内能产生更强烈的湍流效应,有助于空化发生;靶距及入射角度对钛金属表面空化作用效果及形状的影响至关重要;当水射流方向与靶件表面夹角小于90°时,射流冲击中心逐渐偏离钛金属表面中心点,空化效果由圆环变为中空的椭圆形。（3）结合复合空化喷嘴流场特性,建立了近壁面空泡溃灭二维流固耦合仿真模型,分析了靶距、空泡初始半径以及环境压力对单空泡溃灭流场的瞬态特性及钛金属表面形变和应力的影响。研究结果表明:单空泡溃灭产生的微射流会产生钛金属表面形变和残余应力;随着初始半径、环境压力的增加,空泡溃灭产生的最大压力和微射流速度逐渐增加,钛金属表面形变量和残余应力随之增大;随着γ增加,空泡溃灭产生的最大压力和微射流速度逐渐增加,钛金属表面形变量和残余应力逐渐减小。（4）搭建了淹没式空化水射流实验系统并进行了空化水射流冲击实验。实验结果证明:复合空化喷嘴具有更好空化效果;采用正交实验法,对比分析了空化射流前后钛金属表面粗糙度、表面硬度、润湿角及微观形貌的变化规律。