在工程应用中，湍流模拟主要有三种类型:直接数值模拟、大涡模拟和RANS模拟。由于目前的计算条件有限，只能模拟一些雷诺数较低的情况。目前，最强大的工具大涡模拟方法并没有摆脱计算条件的限制。由于硫磺喷枪蒸汽通道的雷诺数为13695，湍流的数值模拟是基于雷诺平均N-S方程(RANS)。选择k-ω模型作为湍流模型。根据离散原理，计算流体力学数值模拟分为有限差分法、有限元法和有限体积法。有限差分法适用于结构网格，网格步长需要根据实际情况确定。然而，硫磺喷枪主体的网格是四面体非结构化网格。有限元分析广泛应用于固体力学分析中，几乎所有相关软件都采用有限元分析方法。由于处理对流项的复杂性以及与有限差分法和有限体积法相比求解速度较慢，有限元分析在水动力计算中没有得到广泛应用。因此，本设计需要有限体积法。有限体积法也是控制体积法，它的基础是物理量守恒。其中，网格点的因变量未知。为了获得控制体积积分，需要假设值的分段分布曲线。其优点如下:

(1)基于积分形式的控制方程，积分方程也可以实现保守计算；
(2)积分方程中的每个项都有明确的含义，所以当方程是离散的时，可以对每个离散项给出一定的物理解释；(3)将具有离散区域的节点网格从控制体中分离出来进行集成。计算流体力学常用的算法包括SIMPLE算法、SIMPLER算法和PISO算法。对于瞬态问题，PISO算法有更明显的优势。对于稳态问题，SIMPLE或SIMPLER算法可能更合适。在SIMPLER算法中，只要速度场是正确的，压力场也是正确的。然而，SIMPLE算法没有这个特性。因此，SIMLPER算法在计算压力场时具有较高的效率，在求解动量方程时更为突出。因此，尽管Simlper算法的计算量比SIMPLE算法多30%，但计算时间比SIMPLE算法少30~50%。硫喷枪的数值模拟是在稳态条件下进行的，采用分离法，因此SIMPLE或SIMPLER算法更合适。与SIMPLE算法相比，SIMPLER算法提高了计算的收敛性，从而缩短了计算时间。

硫磺喷枪的夹套层为蒸汽，管侧为液体硫磺，两个区域不重叠。通过管壁的传热，耦合效应只发生在两个相交的界面上，这是流固耦合研究中的第一类问题。由于硫喷枪的数值模拟是在Fluent、稳态热、静态结构三个模块中实现喷枪的热流固耦合。计算了流体热交换引起的固体热流和温度场，并计算了流体作用引起的固体变形、应力和应变。耦合界面的数据传输是单向的，是典型的单向流固耦合问题。