为满足柴油机更为高效清洁的燃烧要求，燃油系统呈现出向高喷射压力和微孔喷射的发展趋势。高压、微细喷孔条件下，喷孔内部空化流动及射流雾化机理将更为复杂多变。大涡模拟方法（Large Eddy Simulation，LES）的应用可以对非定常尺度涡的瞬变特性做出更准确预测。因此采用LES方法研究喷孔内部空化效应及其对射流雾化过程的影响机理，探索强化雾化及混合的方法，将对柴油喷射系统的发展和混合过程的控制方法产生重要的影响。　　首先，针对高压、微孔喷射条件下喷孔内部湍流的不规则性更加凸显的特点，建立基于壁面自适应局部涡粘模型(Wall-Adapting Local Eddy-Viscosity Model，WALE)的LES湍流模拟方法。采用变尺度网格对喷嘴模型进行网格划分，以取得数值求解精度与LES所需计算能力的折衷。在对数学模型进行标定的基础上，对单孔喷嘴内部的三维流场进行全面的数值求解。结果表明，高压、微细喷孔条件下，喷孔内的空化及湍流脉动的瞬变效应加剧，尤其是空化气泡在极短的时间尺度内经历了初生、成长、溃灭和中止。当喷射压力由120MPa增加到180MPa时，喷孔出口质量流量提高了24.92％。在Δp=180MPa时，当空化数CN由1.05降低到1时，喷孔流量系数降低了14.28％。Pinj=180MPa，Pout=5MPa的喷射条件下，在喷孔出口近壁面处靠近空化气泡消失的区域，出现了局部回流现象。高压、微尺度喷射条件下(Pij=180MPa、D=0.12mm)，当喷孔K系数由0增大至2时，即喷孔形状由圆柱形逐渐转变为锥形时，喷孔流量系数提高了12.65％。　　选取喷孔出口流动特性参数作为喷雾初次雾化的边界条件，实现喷嘴上游空化与下游雾化的有效耦合。建立兼顾液滴破碎、碰撞聚合以及曳力扰动等行为的二次雾化模型。基于网格无关性检验结果，详细研究了高压、微孔喷射条件下的喷嘴射流雾化机理。研究发现，高压微孔喷射条件下（Pij=180MPa、 D=0.12mm）油滴的破碎速率明显加快，较喷射压力为120MPa，喷孔出口直径为0.16mm的喷射条件，其索特平均直径降低了25.53％。喷雾初期各计算方案下贯穿距离与时间成正比例函数，在到达一定值后贯穿距离的增长趋势变缓，与时间类似成幂函数的关系。　　基于EFS8400喷雾试验台架，搭建了射流雾化可视化测试平台。利用试验结果对喷雾模型的有效性进行了验证，将数值模拟和试验相结合，进一步系统地分析了高压、微细喷孔喷射条件下的燃油雾化机理。结果表明，提高喷射压力和减小孔径均能使液滴破碎情况得到改善。背压对喷雾场的宏观特性参数影响显著，当背压由1MPa提高到5MPa时，喷雾贯穿距离减小了41.67％，喷雾锥角则由原来的14°增加到24°。采用收敛形喷嘴的喷雾贯穿距离更远而雾化效果不佳，因此需要进一步协同优化高压微孔喷射参数，从而促进燃油雾化。