不同叶顶形状有不同漩涡分布，导致叶顶涡量分布不同，影响喷水推进泵内部流动。为研究翼型化叶顶对微型喷水推进泵内流场的影响，采用ANSYSCFX对微型喷水推进泵进行数值计算。在其他参数不变的情况下，研究3种不同翼型化叶顶（尖峰型、均匀型及S型）对漩涡及内部流动的影响，并与原始叶顶进行对比分析。研究结果表明：翼型化叶顶改善了叶顶及叶片背面涡量，叶轮进水端处高压区域范围明显减小且出水端速度分布更均匀。3种翼型化方案内流场分布区别不大，均匀型叶顶的涡量范围最小；S型叶顶高压区范围最小，且出水端高速区域面积最小，轮毂到轮缘速度布局最均匀，流动稳定。

针对不同化工用前弯叶片的轴流通风机,在额定工况处数值模拟了三维粘性流场以及利用粒子图像测速仪PIV试验测量了叶顶流场。在数值结果与测量结果相吻合的前提下,分析了叶轮近上端壁面极限流线、叶顶轴向速度大小分布以及不同前弯角度叶片对叶顶泄漏流在发展阶段的影响。结果展示了叶顶流场的基本特征-叶顶泄漏涡的初始段和发展段;揭示了叶顶泄漏涡是叶顶流动阻塞的最主要原因之一;叶片前弯角度与叶顶泄漏涡稳定度之间的非线性变化;在泄漏涡发展阶段,涡度随叶片前弯角度之间＂先增强后减弱＂的变化规律。

通过数值模拟和试验,研究了叶轮口环间隙对离心泵性能的影响。为准确计算离心泵的扬程和效率,设计了包含前后泵腔在内的全流场模型。基于RNG k-ε湍流模型,建立了3种口环方案,重点从湍动能、涡量和径向力角度,分析了口环间隙对离心泵全流场水力效率和机械效率的影响。结果表明：当口环间隙值减小时,离心泵的扬程和总效率均增大。究其原因有：叶轮内能量耗散降低;叶轮进口处二次流对主流的冲击作用减弱;离心泵的偏心涡动减弱;前腔泄漏量减少。通过对3种口环方案的综合比较,最终确定叶轮口环采用方案I,效率最高而且满足工程实际应用的需要。

为了研究螺旋流场中的涡量特征分布，提高流体传质效率，利用激光粒子测速系统（PIV）对垂直管中不同介质的螺旋流场进行了测量，并利用Tecplot对螺旋流的涡量进行了显示和局部涡量场提取，研究了不同切向速度下，不同介质的螺旋流涡量场分布特点和其局部涡量特征。结果显示，螺旋流的涡量具有贴壁特征，随着切向速度的增加，螺旋流的涡量强度增大，正涡和负涡交换的频率增大，有利于提高流体传质效率。

射流管电液伺服阀的喷嘴到接收孔间的流场较为复杂,尤其在射流管偏转及阀芯运动的动态情况下,会存在回流、漩涡等现象。以某型射流管电液伺服阀结构为模型,结合射流管偏转时的阀芯力平衡关系,得到阀芯的运动方程,应用雷诺平均方程和标准两方程模式的封闭方程,通过流体动力学软件FLUENT建立射流管伺服阀喷嘴到阀芯两腔的三维可视化模型,仿真分析了喷嘴到接收孔的前置级瞬态流场及阶跃响应。仿真结果表明：接收孔中的涡量强度会影响射流管电液伺服阀的阶跃响应,涡量强度越大、振荡越大、阶跃响应越慢,并通过试验测试阀芯位移验证了数值计算的正确性,同时对比了不同接收孔间夹角的同时刻涡量及阶跃响应,得到接收孔间夹角为45°的最优设计。研究方法和结果对于提高射流管电液伺服阀的动态响应有重要参考价值。

应用欧拉-拉格朗日方法，对双锥型液-液分离旋流器内不同入口速度条件下的分离性能进行数值模拟及试验，得出随着旋流场转速的逐渐增大，旋流分离效率逐渐升高。为研究旋流分离过程中不同流场转速对分离性能的影响因素，采用粒子成像测速技术（PIV）对旋流样机内部速度场进行测量试验，并采用高速摄像技术记录了变转速旋流场内离散相分离过程。结果表明：流场转速对旋流分离性能的影响除离心力外，还受到轴向截面上二次衍生涡流数量及分离过程中油核摆动幅度的影响；本文研究的旋流结构内随着流场雷诺数的增加，轴向截面上二次衍生涡流数量逐渐减少。当雷诺数Re≥2.51×105时，可以忽略轴向截面上二次衍生涡流对分离性能产生的不利影响；旋流分离过程中流场低转速旋转时油核摆动幅度较大，使离散相分离轨迹发生偏移，使旋流分离

井筒式泵装置的双泵模型与单泵模型相比,能提供更大的抽排能力,在平时的运行或者维护中, 2 台泵可交替使用,可靠性较高。通过 CFD 软件对 2 种不同进水方向的井筒式泵装置双泵模型内部流动进行数值模拟,获得了泵装置内部三维流动特性,并预测了泵装置的性能。计算结果表明正向进水比侧向进水性能更好。通过分析速度云图和流线图,发现侧向进水时水流在整体上有顺时针旋转的态势,2 台泵的进水状态有较大的区别。从喇叭管进口断面涡量云图中可以得到,涡量较高的区域主要是喇叭管下方,2 个喇叭管下环形区域的涡量是由内到外逐渐增大,到超过喇叭管的范围外,又逐渐减小到 0,而正向进水的环内一对漩涡以及侧向进水的环内单个漩涡,由外到内涡量逐渐增大。

本文用有限元方法对液压传动及控制系统以及液压元件中经常遇到的后台阶流道的流场进行了研究，分别计算了Ｒｅ＝２００和Ｒｅ＝４００下流动区域中的流函数及涡量值，为进一步分析复杂流道中的流动本质以及减少流动阻力和流道的优化设计提供了理论依据，具有一定的实际意义。