以带有空间导叶的离心泵为研究对象，通过CFD方法，在三种工况下，对包括吸人室、叶轮和导流壳在内的全三维湍流场进行数值计算，获得了导流壳内的速度分布和压力分布。结果表明：导流壳能很好地将叶轮中流出的流体的动能转化为压能，并消除速度的圆周分量；在0.8Q工况下，空间导叶的进口冲角增大，容易在空间导叶背面产生流动分离，造成水力损失增加；在1．2Q工况下，空间导叶的进口接近无冲击人流，在进口处流速分布较均匀，其内部未发生流动分离现象。此计算结果可以为试验研究和模型优化提供参考。

从反应堆冷却剂泵的经济性出发，以国内某300MWe级核电站主泵为对象，利用计算流体技术（CFD）对其内部流场进行了数值研究，以效率为中心，重点分析了主泵叶轮段、导叶体段的速度、压力分布。通过计算9个不同流量点，得到了叶轮段和整个泵段的性能曲线，并根据对比分析结果提出了优化设计方案。

反应堆冷却剂泵的流动、传热问题涉及计算流体力学和固体传热有限元学，流、固传热系统在交界面处边界条件的确定是一个重点。利用分区求解、边界耦合的方法将流体和固体作为一个整体研究，在交界面上先假定一个初始温度，再进行迭代计算。通过对计算结果进行分析，从而得到主泵实体及流体的温度分布与流体流动状态有密切关系，叶片温度受流动状态影响较大，轮毂处相对较小，叶轮叶片表面高温区类似涡状。为研究主泵流场、温度场和应力场的三场耦合问题，提供了依据。

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。

在直径为340mm的平底圆筒搅拌槽内,利用PIV和固体激光发生器对固相体积浓度为20%的固液两相体系进行了试验。结果发现,与中心搅拌相比,偏心搅拌时涡轴与搅拌轴倾斜,槽内流体的动力学扰动增大,破坏了中心搅拌时流体流动的一致性。偏心率越大,槽内流体的轴向流动愈明显,并形成一个范围较大的单循环流动结构。偏心搅拌时,颗粒的浓度分布较中心搅拌时均匀得多,颗粒的悬浮高度随偏心率的增大而增大,但临界悬浮转速和功率消耗也随之增大,试验得出最佳偏心率为E=0.4。

基于Eulerian多相流模型和RNG κ-ε两方程湍流模型对旋流泵内的液固两相流场进行了数值模拟，获得了不同粒径、浓度时泵内的颗粒分布特性及对泵性能的影响。研究结果表明：固体颗粒进入泵内后主要集中于无叶腔内，无叶腔中的颗粒分布以泵轴为中心呈现一定的轴对称分布，随着粒径的增大，颗粒在无叶腔内壁面聚集的更加明显，随着浓度的增大，颗粒在无叶腔内的分布规律几乎没有变化，随着流量的增大，无叶腔中心部分颗粒浓度几乎不变的区域扩大；在叶轮内，叶片工作面附近的颗粒浓度要大于叶片背面的；随着粒径及浓度的增大旋流泵的效率会降低，随着粒径的增大泵的扬程会降低。

基于有限元分析软件ANSYS对一种具有特殊结构形式的离心泵压水室进行了模态计算分析,获得了无预应力和有预应力两种状态下压水室的前6阶固有频率和模态振型。分析结果表明：侧壁式压水室的各阶固有频率均远离主要激励频率,可有效避免共振的发生;压水室的变形主要发生在进口法兰端和扩散段,可相应增加两处的刚度以优化压水室的振动特性;有预应力状态下压水室的各阶固有频率较无预应力状态下出现约1%的增幅,2种状态下压水室的变形方式基本一致。分析结果为带有侧壁式压水室离心泵的安全运行和结构优化提供了一定的理论指导。

为获得旋流泵内更为符合物理真实的液固两相流动特征,在传统欧拉（Euler）双流体模型基础上加载群体平衡模型（PBM）,以考虑实际存在的颗粒聚并、破碎等动力学行为,与CFD耦合计算了不同流量、颗粒粒径及浓度下的液固两相流场,分析了颗粒存在对泵外特性的影响规律.计算结果表明：从进口到出口,叶片背面附近颗粒粒径明显增大;在叶轮出口位置,同一半径上,从叶片工作面到背面附近存在粒径梯度;在外缘部,沿轴向形成粒径梯度.与Euler模型计算结果对比发现：加载PBM模型后,颗粒总体浓度分布特征存在差异;同一轴截面上,颗粒浓度在中心部的分布基本相同,而在中间和外缘部位置出现差异.PBM模型计算得到的泵扬程、效率曲线更接近于实验值,证明基于CFD一PBM耦合计算的预测精度更符合实际.

采用DES湍流模型对791翼型在2°攻角及雷诺数为2.1×105的来流条件下,空化初生以及片状空化阶段三维非定常流动的结构进行了数值模拟,初步揭示了其流动特征。在空化初生阶段,空化初生的起始位置位于翼型最大厚度处,且展向外缘处的小空泡脱落呈周期性变化。片状空化空穴U型结构演变阶段,其空穴长度演变呈现出回缩-生长-回缩的明显特征。片状空化空泡脱落时,在指向翼型前缘发展的回射流和指向翼型展向中间截面的侧向射流相互耦合下,U型结构的两侧中部部分空泡开始脱离主体,向中间截面流动。U型结构两侧上的回射流是导致U型空穴回缩的主要原因。

超高压系统中压力波动的存在，严重影响了“水刀”的切割质量，降低了系统零部件的使用寿命。本文基于单增压器系统压力波动的研究，分析了双增压器系统中的压力波动，并通过MATLAB中的动态仿真工具软件包SIMULINK对其进行仿真。由仿真图可以看出，双增压器超高压系统中的压力波动不但与工作压力、增压比、蓄能器容积、换向时间有关，两增压器之间的延迟时间也是其重要的影响因素。通过对双增压器系统压力波动的分析，为以后双增压器超高压系统的改进设计提供了参考。