随着计算机技术、图像处理技术的快速发展,近10年来PIV技术有了长足的发展.本文作者详细阐述了PIV系统的测速原理及实验数据采集、分析计算过程,并采用先进的PIV系统在改型叶轮内进行实验研究,首次成功获得叶轮轴向旋涡瞬态流场.

本文将优化理论应用于低比转速叶轮主要几何参数设计，针对其圆盘摩擦损失过大的特殊性，提出了区别于现行设计理论的参数确定方法。本方法建立的数学模型以降低叶轮外径值为追求目标，以求克服防碍改善低比转速叶轮效率的主要矛盾。

在叶轮内流场的非接触式测试中,必须在流场中置入随流前进的示踪粒子.以数学分析方法详细计算讨论了提高粒子跟随性的条件,即为改善测试结果的可靠性,在测试系统光学设备可辨识的条件下,选用的粒子的粒度应尽量小.这一结论将有助于提高流场测试精度.

以矢量方法分析了旋转叶轮叶片间流体质点的受力及外力产生的功率，从一特殊角度导出了基本方程。这些分析和计算与传统的动量矩方法有重大区别，从根本上揭示了水流质点能量增长的原因与方式，以及叶轮流道中水流压力增长的重要规律。理论分析与叶轮内流场模拟计算结果基本一致。