磨损、腐蚀和表面氧化是全球工业生产中所面临的共同问题，如何改善零件表面的耐磨和耐腐蚀性能是提高零件使用寿命，改善材料表面性能的关键因素。采取有效的表面处理技术可以减少零件的表面磨损，提高零件的使用寿命。冷喷涂技术是一种新兴的喷涂技术，为了提高喷涂效率，本文对冷喷涂技术的核心部件超音速喷嘴进行了结构设计，并对喷嘴内部流场进行数值模拟，根据模拟结果对超音速喷嘴进行改进设计，以使固体颗粒达到最大的喷射速度。首先，本文首先针对冷喷涂喷嘴的技术要求及流体力学和气体动力学的相关知识，设计出了符合要求的超音速冷喷涂喷嘴；其次，运用FLUENT软件对喷嘴内的气体单相流和气固两相流进行了数值模拟，得出了喷嘴内单向流的流场分布规律和不同直径粒子沿喷嘴轴线的速度分布情况；第三，改变入口状态参数，研究不同的入口状态参数对喷嘴内流场的影响，得出不同状态参数下的喷嘴内的流场分布，为喷嘴的设计提供了参考意见；最后，改变喷嘴结构，研究了不同结构对喷嘴出口速度的影响，并以此为依据对喷嘴进行了结构改进。