混合水射流是二十世纪八十年代以来迅速发展的一种新型非传统加工技术,在混合水射流加工技术中丸粒速度是影响靶材侵彻深度的重要因素,直接影响丸粒侵彻过程及侵彻后靶材的表面形貌,同时,水在丸粒侵彻过程中也起到了对流换热的作用,可以适当避免在混合水射流加工过程中靶材因局部温度过高而产生烧伤,三者环环相扣,然而现有研究大多将混合水射流丸粒加速、侵彻和对流换热分开研究。此外,针对混合水射流加速的研究大多只停留在理论上,对混合水射流丸粒加速仿真的研究相对较少。在针对混合水射流侵彻的研究中,大多只讨论了丸粒侵彻的结果,对丸粒侵彻过程的瞬态研究较少。同时,在针对混合水射流冲击的对流换热研究中,射流工艺参数对对流换热性能的影响规律研究不够全面。因此,本文以混合水射流丸粒侵彻高强度合金钢18Cr Ni Mo7-6平面靶材为对象,通过理论与仿真相结合的方法,既研究混合水射流丸粒在砂管中的加速过程,又研究混合水射流丸粒加速完成后对靶材的侵彻过程,而且分析了水冲击到靶材上的对流换热过程。主要研究方法和内容如下:（1）对混合水射流丸粒加速机理进行研究,对丸粒进行受力分析并建立相应的运动方程,探究丸粒速度在砂管中变化状态。结果表明,砂管内的丸粒在惯性力FD、Stokes阻力FS、附加质量力FA和压强梯度力FP的共同作用下开始加速,丸粒速度随着丸粒运动时间的增加而增大,前期速度增长较快,后期增长幅度明显下降,且最终无限趋近于流体速度。（2）采用三种不同的方法建立混合水射流丸粒加速仿真模型,探究射流速度、丸粒直径和丸粒密度对丸粒速度变化的影响规律,并将理论速度与仿真速度进行对比。结果表明,丸粒直径和丸粒密度越小,丸粒加速越快。当砂管长度相同时,丸粒出口速度随着射流速度的增大而增大,随着丸粒直径和丸粒密度的增大而减小。综合对比理论模型与三种仿真模型所得丸粒速度变化情况,发现SPH-FEM耦合法仿真与理论计算结果较为吻合。（3）对丸粒侵彻靶材机理进行分析,然后采用ABAQUS软件建立混合水射流丸粒侵彻靶材仿真模型,分析了丸粒侵彻过程中靶材表面凹坑形貌的变化情况,同时探究了丸粒初始速度、丸粒直径、丸粒密度和丸粒入射角度对靶材表面凹坑形貌的影响规律。结果表明,随着丸粒初始速度、丸粒直径和丸粒密度的增大,靶材表面所产生的凹坑不断增大,材料去除体积不断增大。随着丸粒入射角度增大,靶材表面所产生球形凹坑的深度不断增大,宽度不断减小,材料去除体积不断增大。（4）首先对混合水射流的流场分布形式进行分析,然后采用FLUENT软件建立不同工艺参数下的混合水射流冲击时水流的对流换热仿真模型,系统地分析了混合水射流冲击时水流的射流速度、射流角度和射流直径对对流换热特性的影响规律。结果表明,随着射流速度和射流直径的增大,水流与壁面之间的对流换热系数增大。随着射流角度的减小,在射流冲击中心的上游方向,水流与壁面之间的对流换热系数逐渐减小,而在射流冲击中心的下游方向,水流与壁面之间的对流换热系数却逐渐增大。