基于标准的k—ε双方程紊流模型，采用SIMPLEC算法，在贴体坐标系下，通过求解三维雷诺平均的Navier—Stokes方程，对半圆形和蜗形两种钟形进水流道吸水室内部流动进行了大量数值模拟，并在流场数值模拟的基础上对这两种吸水室的后壁距进行了研究，给出了具有较好流场以及出口流速均匀度的后壁距范围和最优值：半圆形吸水室后壁距Xr=（0．8—1．2）D0，蜗形吸水室后壁距Xr≤1．3D0，最优值均为最大值。

射流放水阀是水电站和水坝放水系统中广泛应用的流量控制装置。目前关于射流放水阀的数值模拟均为静止状态下的流场分析，运动状态下的流场数值模拟还未见报道。本文采用温度体模型和重叠分区背景网格方法生成射流阀动态关闭过程中的计算域网格，首次采用数值模拟方式对其动态过程进行研究。数值模拟结果显示，射流阀流量与开度呈近似线性变化规律，但在大开度和小开度范围内，流量随开度的变化较为平缓。水流经阀针后发生分离，在其背部形成主流区、剪切层区和回流区。在阀针外缘处、阀壳喉部及阀针后侧的压力远远低于阀针头部及正面压力，将导致这些区域发生汽蚀。数值模拟结果与实验观测到的现象非常吻合。

本文将大涡模拟与基于特征线的有限元分离算法相结合,对轴流泵叶轮内部流场进行了数值分析。为验证算法的准确性和可靠性,对NACA0012翼型在雷诺数Re=800下且攻角为20°时的绕流流动进行计算,成功得到了该流动的双解,计算值与直接数值模拟结果相符。大涡模拟计算得到的轴流泵外特性曲线与y试验数据基本吻合,特别在偏离工况下能较好地反映泵的能量特性,表明大涡模拟有较好的工程应用前景。分析了叶轮的进出口流场速度分布及叶片表面的压力脉动,发现小流量工况时叶轮轮缘附近存在叶道涡和较强的压力脉动,此现象与导水锥段收缩流道造成的叶轮进口轴向速度非均匀分布有关。

基于流线迭代法和逐点积分法，用Fortran语言编程实现了供暖系统混水离心泵叶轮的水力设计，讨论了轴面流道形状、叶轮包角和滑移系数对设计计算结果的影响。基于Navier—Stokes方程，在贴体坐标系中，采用交错网格技术和SIMPLEC算法，对依据小同设计参数设计出的两个叶轮内部流场进行了数值模拟，并将计算得到的流场压力分布和轴面速度分布进行了对比，同时对两个叶轮进行性能预估。研究表明：轴面流道形状和叶轮包角影响叶轮内部压力场和速度场的均匀性，导致两个叶轮的水力效率值存在约2％的差别。

基于双流体模型建立针对叶片泵内气液两相三维湍流流动的数学模型和数值计算方法．相间作用力考虑了阻力和附加质量力，湍流模型考虑了因相含量脉动引起的附加源项，在SIMPLEC算法基础上提出了一种气液两相流的压力修正算法．运用所建模型计算了叶片式气液混输泵在进口含气率分别为5％，15％，25％的系列工况下叶轮的内部两相流场，并作了扬程特性预测．与实验结果的对比表明，所提出的流动模型是可靠的，并具有较宽的进口含气率适用范围．