轴流泵转轮叶顶泄漏涡空蚀是南水北调工程和国防装备急需解决的难题之一，研究叶顶泄漏涡的空化机理是解决该问题的基础研究。本项目以全透明轴流泵模型为研究对象，对转轮叶顶非定常泄漏涡的流动结构及其诱导空化机理进行研究。具体内容包括：建立基于k-ε SST湍流模型的DES方法和Singhal空化模型，并通过实验对湍流模型中的参数进行标定；基于非定常数值模拟、3D-PIV和高速摄影测量，分析泄漏涡的卷吸过程、涡心运动轨迹，研究叶顶断面形状和间隙大小对泄漏空化涡带结构的影响，阐明间隙区静压、湍动能、涡量场与空泡分布的关联性；探讨不同叶顶结构对空化涡带近壁区压力脉动特性的影响规律，并在数值计算和实验研究基础上，提出控制或减弱叶顶泄漏涡空化的途径和方法。本项目旨在揭示叶顶泄漏涡的涡核低压区诱导空化机理，掌握轴流泵叶顶断面形状和间隙大小对泄漏空化涡带结构的影响规律，为有效控制或减弱叶顶泄漏涡空蚀提供理论基础。
