传统的喷涂工艺会排放大量的挥发性有机溶剂（VOC），该物质具有较大的毒性，且易燃易爆。用环境友好的溶剂替代VOC，成为当今的研究热点之一。而超临界CO2（SC-CO2）是VOC的理想替代物，使超临界CO2喷涂技术备受关注。基于这样的背景，本文对超临界流体-涂料体系的喷涂过程进行了数值模拟和分析，主要工作内容及研究结果如下：（1）SC-CO2涂料体系分析。探究了超临界喷雾涂料的组成及相行为，并对SC-CO2-涂料树脂溶液各种物性进行分析计算，为本文的数值模拟工作提供了重要的计算参数。（2）SC-CO2喷涂模型研究。对超临界CO2喷涂流动过程进行了分析，建立简化的物理模型，提出数学模型及数值分析方法。运用FLUENT软件分别对超临界快速膨胀（RESS）模型的数值计算值、气体饱和溶液造粒（PGSS）模型及超临界流体喷涂模型的实验结果进行验证，其结果证实了本文研究方法的可行性。（3）喷管内两相混合流三维数值模拟。研究了管内等值云图及流场分布，同时考查了喷嘴直径、入口压力及来流温度对轴向速度分布、轴向密度分布等方面的影响。结论如下：喷嘴前的管道内流速较小、压降不大；喷嘴直径越小，则出口压力越高、雾化效果越好；超临界流体喷涂包含压力雾化和气爆雾化两种雾化机理；入口压力越大，两相流的出口速度、密度、温度值越大；提出了SC-CO2喷涂的温度条件，对SC-CO2喷涂工艺的优化设计有参考价值。（4）喷管外膨胀过程三维数值分析。研究了喷射口直径、预膨胀压力、预膨胀温度对颗粒停留时间、粒径分布、颗粒数量、颗粒速度及颗粒温度的影响。结果表明，部分涂料液滴受雾化作用的影响，会偏离主流方向；对于较小的喷射口直径，涂料液滴颗粒的温降也较大；预膨胀压力越大，涂料液体颗粒粒径越小，分布越均匀；预膨胀温度越高，“气爆雾化”作用越弱，压力雾化作用越强。