虹吸管道的结构复杂且曲面形状不规则,是坐便器等卫生洁具主要核心结构之一。虹吸管道内部流动是一个复杂的三维非稳态多相流问题,在冲洗污物过程中起着至关重要的作用,因此,管道内部的流动特性一直都是研发人员非常关注的问题。在虹吸管道的结构设计中,既要满足整体功能上的需求,又要考虑产品是否节能节水。传统虹吸管道的研发完全依赖于制作人员的手工技巧和经验,需要对模具进行多次修改仿制,再生产出样品进行冲水性能测试,才能获得满足国家标准要求的产品。随着计算机技术迅猛地发展,计算流体力学(CFD)技术作为一种强有力的数值实验与设计手段,广泛应用于工业中解决工程设计实际问题。本文以虹吸式坐便器模型为研究对象,借助商业CFD软件FLUENT对虹吸管道的冲水过程进行数值模拟,获得了整个虹吸管道冲水过程的压强、流速分布特性及流态特性,并研究分析了虹吸管道冲水过程各个阶段对虹吸性能、冲洗性能的影响。通过对原始虹吸管道模型进行管道截面形状、管顶高度、阻水段倾角和爬坡段高度等参数进行调整,得到了5组虹吸管道仿真模型。然后对不同虹吸管道参数模型的冲水过程进行三维非稳态数值模拟,并进行对比分析,探究不同虹吸管道参数与虹吸性能之间的关系,最后依据数值模拟结果提出了虹吸管道结构优化设计的建议。依据《卫生陶瓷》(GB6952-2015)国家新标准中坐便器颗粒排放试验,对给定修改虹吸管道模型设计了相应的流态试验研究方案,并使用高速摄像机全程拍摄虹吸管道实际冲水过程,然后将试验结果与数值模拟的结果进行对比分析,验证了数值模拟结果的准确性、可靠性。