液态燃料的雾化过程是流体从连续相到分散相的剧烈变化过程，包含多相、湍流、流体界面运动等复杂的流体动力学现象，发展能够一体化模拟该过程的计算方法具有重要的工程应用背景和丰富的学术兴趣。基于这一背景，本研究采用无网格移动粒子半隐式方法（Moving particle semi-implicit method，MPS）计算液相从连续到分散状态的变化过程，采用基于欧拉网格的有限体积方法计算对应的气相运动，并相互耦合，从而形成一种新的多相流动一体化计算方法。但是，由于MPS方法存在不稳定性问题，限制了该方法的进一步发展。针对这一关键问题，本研究较系统的开展了MPS计算稳定性研究，提出了相应的稳定性模型和方法，编制了完整的三维一体化计算软件，并开展了液体在超声速气流中喷射、破碎、雾化的全过程数值模拟，主要研究结果如下:　　 (1)对MPS方法的关键算子，如压力梯度算子和拉普拉斯算子在计算线性和非线性函数时的误差开展了理论推导和计算，证明其误差主要来源于边界粒子的影响。可以通过调整粒子间距离及采用虚拟粒子等综合手段，减小其误差，消除由于误差带来的稳定性问题。　　 (2)综合比较了各种MPS稳定性计算方法，发现目前多数算法的算例验证均是建立在二维且采用细密粒子间距的基础上，三维推广后发现，对三维情形，单纯应用已有的稳定性算法仍难以满足MPS计算稳定性的要求，特别是在采用较大粒子间距的条件下，其稳定性作用有限。　　 (3)为进一步增强三维MPS计算的稳定性，创新性的引入一种基于光滑粒子动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics，SPH)的人工黏性算子，在MPS概念范围内进行了推广和改造。算例验证表明，引入的人工黏性模型与已有稳定性算法结合，对进一步增强计算稳定性起到了很好的作用。特别是模型中设计的开关变量不影响压强泊松方程的求解精度，因而不会对流场的求解准确性带来负面作用。　　 (4)将MPS三维稳定性方法应用于液体燃料射流雾化过程的一体化模拟。开展了静止气流和超声速来流条件下不同射速水的雾化全过程模拟，并分别与VOF(Volume of fluid，VOF)和DPM(Discrete Phase Model，DPM)计算结果进行了对比验证。结果表明，该算法正确地获得了液体在超声速气流中从连续相、破碎、雾化到分散相的复杂动力学过程，其结果是采用现有方法和模型难以替代的。　　 本文的主要创新点如下:　　 (1)从三维出发，通过将SPH的人工粘性引入MPS，并加以推广和改进，获得了较为稳定的三维MPS计算方法和模型。　　 (2)将三维MPS与采用基于欧拉网格的有限体积方法耦合，形成了一种新的多相流动一体化计算方法，可对流体从连续相到分散相的变化全过程进行模拟。相似的方法和模型尚未见国内外报道。　　 (3)本文利用新发展的模型和方法模拟了液体射流在超声速气流中从连续相到分散相的复杂动力学过程，相似的计算结果尚未见国内外报道。