本文利用CFD仿真软件的FLUENT6.3软件包，对非淹没状态下，前混合磨料射流进行了单项流和两相流的数值模拟。通过仿真研究分析了喷嘴的结构参数和射流切割的工艺参数的变化对射流流场的影响。探讨了在非淹没状态下，喷嘴的结构参数、磨料参数、作业参数对磨料射流切割喷嘴内外流场的影响规律。最后应用正交实验对锥直型喷嘴的工艺参数进行了优化，优化后的仿真结果较理想对于喷嘴结构参数主要采用单因素法对喷嘴入口直径，喷嘴的直径，喷嘴收缩角、锥直型喷嘴收缩段长度，喷嘴混合管长度方面对于射流流场的影响进行了仿真分析。主要的研究结果有：当喷嘴收缩角在13°~16°时射流轴线速度较高；混合管长度的变化对于射流的轴线速度影响不大，但增加混合管的长度增加了射流的沿程阻力也增加了喷嘴的制造难度；喷嘴直径和入口直径的大小对于射流的速度影响极大。对于影响射流切割的工艺参数主要研究了靶距、入射角、和磨料参数。靶距的研究显示，存在一个合适的靶距使得射流可以具有最大的加工能力，仿真结果为5d~10d。而入射角的仿真显示在90°射流的动能全部转化为滞止压力能，切割能力最强。通过对磨料的浓度和磨料的粒径的仿真研究显示，磨料的浓度对于射流的加工能力有很大的影响，当磨料占整个流体体积分数为70%时期加工能力最强；磨料粒径于射流的速度没什么影响，只是磨料太大容易堵塞喷嘴，而太小射流的动能会降低，根据不同的应用场合合理选择。最后应用正交实验的方法来设计仿真实验，设计了3水平4因素实验。对于锥直型喷嘴的四个独立的工艺参数进行综合仿真分析，分析各参数对于喷嘴出口处流体的速度影响。通过直观分析法得到了影响喷嘴出口速度的各参数的主次关系，也得到了各因素对于喷嘴出口速度的影响趋势，通过选择最佳的喷嘴结构参数组合，进行仿真，得到的仿真结果和理论分析很吻合。总之，本论文的研究对于喷嘴的设计以及射流切割时的工艺参数的选择都有重要的意义。