利用Mixture模型对磷酸萃取的反应过程进行了非定常的固液两相流数值模拟,发现在相同的搅拌周期内,折叶型搅拌器使固相物(磷石膏)均匀分布于浓磷酸中的能力要强于圆盘涡轮式搅拌器,即折叶型搅拌器用于磷酸萃取过程中效率高于圆盘涡轮式搅拌器。通过两相流CFD数值模拟的方法,对比了双层折叶式搅拌器与折叶型搅拌器在相同的时间节点上的混合搅拌效果,发现双层折叶式搅拌器在磷酸萃取过程中,效果要明显优于普通的折叶型搅拌器,且在相同的转速下,双层折叶式搅拌器相对折叶型搅拌器的功率增量在可接受范围之内。

为揭示航空发动机轴承腔内润滑油与加压气流形成复杂两相润滑状态下的柱面流体动压密封性能,基于两相流Mixture模型,研究气液两相介质柱面螺旋槽流体动压密封稳态性能,分析操作参数和结构参数对动压密封性能的影响。结果表明:在同样工况参数下,气液两相下柱面流体动压密封具有较好的动压效应;转速、压差以及液气比的增大均有利于提高柱面流体动压密封的浮升力,而浮升力随螺旋角和槽深的增大逐渐减小,随槽数的增大先增大后逐渐趋于稳定;泄漏率随压差、转速的增大而变大,随螺旋角增大先增大后趋于稳定,随槽深的增大逐渐增大,随槽数的增大呈现逐渐减小趋势。

限矩型液力偶合器内部两相介质在多流动域内做着复杂的耦合流动。为掌握限矩型液力偶合器内部流动规律,更好地指导限矩型液力偶合器的设计与优化,以YOX500型限矩型液力偶合器为研究对象,采用Mixture两相流模型及RNG k-ε湍流模型对其在3种典型充液率不同工况下的流场进行瞬态模拟。结果表明:随着转速比的升高,偶合器内部流动逐渐由大环流转变为小环流,压力趋于均匀带状分布;同时对其外特性进行计算,模拟所得结果与试验结果吻合较好,证明了该方法的有效性;但该方法不能直观地体现偶合器转矩的跌落情况,因此具有一定的局限性。

基于Mixture模型,以油雾-空气混合物为研究对象,运用Fluent软件数值分析错齿式迷宫密封的内部流场,研究错齿式迷宫密封的密封机理,分析油雾参数对迷宫密封性能的影响规律。研究结果表明：基于两相混合介质分析错齿式迷宫密封性能需考虑涡流离心力。涡流离心力使油雾颗粒沿壁面运动,颗粒直径越大、浓度越高,壁面运动加强,油雾泄漏量越大,空气泄漏量越小。工程实践中可以运用油雾颗粒的沿壁运动,设置合适的回油孔结构实现回油,减小油雾泄漏。

提出将中心体喷嘴与异形喷嘴组合以产生更好的空化射流效果的思路。采用Mixture多相流模型，在15MPa的射流压力下，对正方形出口、三角形出口和圆形出口3种中心体喷嘴产生的淹没射流流场进行数值计算，重点对轴向速度、径向速度、湍动能和空泡相体积份额进行了对比分析。研究表明：圆形出口的中心体喷嘴比另两种异形出口的中心体喷嘴产生更高的射流速度和湍动能；正方形出口比三角形出口的中心体喷嘴的射流稳定性能更强，圆形出口的中心体喷嘴产生的集束性能较强；异形出口的中心体喷嘴产生的流场中，空泡相延伸距离更长，异形出口的中心体喷嘴产生的空化射流效果更好。

为了产生更好的空化效果,探索空化射流应用于油罐清洗除锈的新方式,提高清洗除锈的效率和安全性.提出了将异形中心体与锥形喷嘴组合产生空化射流的思路,采Mixture多相流模型,在12MPa的射流压力下,对含平头柱体、90°锥形柱体和半球柱体3种中心体喷嘴产生的射流流场进行数值模拟,重点对流场压力分布、轴向速度分布和空化体积进行了对比分析.研究表明：含半球柱体喷嘴比另两种异形中心体喷嘴产生更高的射流速度,且存在较大的核心区;含半球柱体喷嘴和含90°锥形柱体喷嘴比含平头柱体产生的空化区域更大,稳定性更好;含90°锥形柱体喷嘴射流产生空化泡扩散距离最长,空化体积最大.

Fluent软件是用于模拟和分析在复杂几何区域内的流体流动与热交换问题的专用CFD软件。将k—e模型与流技术Mixture模型相结合，借助Fluent软件进行多相流分析，对喷嘴处的气穴流场进行了数值模拟，并计算了模型内二维轴对称气穴流场的液态水的体积分数分布及压力分布。