针对航空柱塞泵关键摩擦副存在的摩擦磨损严重、泄漏量大等关键问题,引入压力流和剪切流影响因子,修正间隙流动的雷诺控制方程,然后采用有限元方法,考虑柱塞副弹性变形的影响,对柱塞副的润滑及泄漏特性进行分析。结果表明:考虑衬套弹性变形条件下的最大油膜压力小于刚性衬套条件下的,且油膜压力在靠近柱塞两端的位置时略微大于未考虑弹性变形的情况下的;刚性衬套的最小油膜厚度小于弹性衬套的,考虑弹性变形的油膜厚度沿轴向呈两端急速增大、中间较为平坦的“开口簸箕形”,而刚性衬套沿轴向的油膜厚度呈一条直线,且沿周向方向的衬套最大变形量约为沿轴向的2倍;当压差和柱塞的偏心率增大时,单个柱塞副的泄漏比大部分呈近似线性增大的趋势,当单边间隙增加到3μm以上时,泄漏比显著增大。

以船舶水润滑轴承为研究对象,建立水润滑轴承双向流固耦合模型,采用有限元法研究偏心率为0.6时,赛龙、飞龙、丁腈橡胶和超高分子聚乙烯4种不同衬层材料水润滑轴承的润滑特性。研究结果表明转速一定时,4种衬层材料沿轴向和周向的衬层变形分布较为一致,其中丁腈橡胶衬层的变形最大;4种衬层材料沿轴向和周向的压力分布趋势也较为一致,最大的压力值均出现在210°~270°之间,同时在270°~30°之间水膜压力波动较大。4种衬层材料的摩擦因数均随转速的增大呈现先增大后减小的趋势,其中丁腈橡胶的摩擦因数最大,超高分子聚乙烯的摩擦因数最小。

以某混流泵为对象,基于FLUENT软件,建立相对坐标系下的时均连续方程及N-S方程,并采用RNG k-ε模型、非结构四面体网格和SIMPLEC算法对该混流泵内部三维流动进行数值模拟。在分析网格无关性的基础上,并在叶轮与导叶体之间不同距离的情况下分别模拟了其在静态时的水阻系数和在动态时的性能参数,结果表明：在特殊环境下,当混流泵的叶轮与导叶体之间的距离为0.45 b2时水阻系数最低、效率最高,可达到静态低阻、动态高效的性能要求。

为研究导叶式混流泵的轴向力，建立了导叶式混流泵内全三维流道模型，基于非定常大涡模拟亚格子尺度模型与滑移网格技术，对不同工况下的混流泵进行了数值模拟和性能预测，并将非定常方法计算值、定常方法计算值、经验公式估计值与试验值进行比较分析。结果表明：非定常方法计算得到的叶轮轴向力变化规律与试验和经验公式计算得到的轴向力变化规律更接近；在设计工况附近，定常和非定常方法计算得到的混流泵叶轮轴向力的数值与试验值的相对误差均约为10％；在小流量及大流量工况下，定常方法的计算值与试验值的相对误差约为30％，非定常方法的计算值与试验值的相对误差在10％之内。因此，非定常模拟方法可以更准确地预测混流泵的轴向力。