عملکرد موتور دیزل به شدت تحت تاثیر سامانه تزریق سوخت آن است. در حقیقت، پیشرفت های چشمگیر انجام شده در راستای بهینه سازی عملکرد موتورهای دیزل، مدیون ارتقا و طراحی بهتر سامانه تزریق سوخت آن است. وظیفه سیستم سوخت رسانی دیزل، مقدار بندی صحیح سوخت با توجه به متغیرهای متفاوتی از جمله، سرعت و بار روی موتور و ارسال و تزریق آن تحت فشار زیاد و زمان مناسب، به درون محفظه احتراق است تا بعد از طی مدت زمان کوتاه تاخیر در اشتعال، شروع آزاد شدن انرژی سوخت به صورت گرما انجام گیرد. در پایان نامه حاضر مدل های فروپاشی و نفوذ اسپری سوخت در دو مرحله اولیه و رژیم دو فازی مورد مطالعه قرار گرفت. هدف از مطالعه مدل های فروپاشی روشن شدن و اصلاح خطاهای دو مدل tab و ddb،که به ترتیب از اشتباهات تایپی و راه حل عددی نادرست است می باشد. و این اشتباهات در این پایانامه تصحیح شده اند و متوجه شدیم که برخلاف دید مرسوم مدل tab نسبت به مدل های فروپاشی دیگر برتر است. برای نفوذ اسپری سوخت، در دو مرحله محدود محاسبه می شود: در مرحله اولیه و رژیم جریان دو فازی. در مرحله اولیه اثرات شکست قطره و هوا در نظر گرفته شده است و در مرحله جریان دو فازی، سرعت قطرات اسپری برابر سرعت هوا فرض شده است. فروپاشی قطره در اسپری برای دو مکانیسم فروپاشی bag و stripping برآورد شده است. در مرحله اولیه یک مدل متحد جدید با در نظر گرفتن اثرات تجزیه قطره و افزودن هوا برای سه رژیم جریان( استوکس، آلن و نیوتن) پیشنهاد می شود. حل معادلات در مرحله اولیه و رژیم جریان دو فازی نفوذ اسپری سوخت با استفاده از روش hpm-padé که ترکیبی از روش های اغتشاش هوموتوپی (hpm) و تقریب padé است، انجام می گیرد. نتایج برای اثرات مکانیسم فروپاشی، افزودن هوا، فشار تزریق و چگالی محیط های مختلف به صورت گرافیکی ارائه و بحث شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که توافق خوبی با نتایج به دست آمده قبلی و نتایج عددی دارد. این نشان داده شده است که روش تحلیلی مورد استفاده در مقایسه با روش های موجود بسیار ساده است. علاوه بر این قطعا از نظر دقت و همگرایی، سریع موثر است. همچنین روش پیشنهادی برای پیاده سازی و حل معادلات غیر خطی پاشش سوخت کارآمد و دقیق است.