2026年10月16日，我院郑云浩博士等在国际期刊《Physics of Fluids》（中科院分区二区，流体领域重点期刊），发表题为“Mechanism of cavitation suppression in rotating flows: Modulating vapor evolution via vortex design method”的研究论文。我院教师郑云浩为第一作者，宦海祥教授为通讯作者，盐城工学院为第一完成单位，江苏大学为合作单位。

混流泵广泛应用于船舶喷水推进、海洋平台冷却等领域，其运行稳定性直接影响相关装备的安全与效率。在复杂工况下，叶轮内部易发生空化，空泡的生成、发展与溃灭会扰动主流，引发流动失稳与能量损失。如何通过叶轮设计调控空化演化、改善抗空化性能，是旋转流体机械研究的重要问题。

针对上述问题，该研究基于势流函数理论构建涡设计反问题求解体系，结合强制涡与复合涡设计，协同调控叶片展向和流向载荷分布，实现叶轮三维几何重构，系统分析了不同涡设计假说下的空泡演化与流动结构，并结合熵产理论揭示空化与主流相互作用引起的能量耗散机制。

本项研究表明，涡设计假说有效提升了混流泵的多工况性能：能量特性有效提升，空化发展得到有效延缓。其中，强制涡设计通过减小叶片轮毂区域曲率，缩小吸力面低压区域，抑制空泡向轮毂方向扩展；复合涡设计进一步优化叶片前缘型线及局部压力梯度，减缓空泡聚集与发展，并降低空化诱发的湍流能量耗散。研究为混流泵抗空化设计及旋转两相流动调控提供了参考。

该研究得到国家自然科学基金联合基金重点项目（U25A20362）和盐城工学院校级科研项目（XJR2026006）的资助。

原文链接

Zheng Y, Li Y, Gu J, Huan H. Mechanism of cavitation suppression in rotating flows: Modulating vapor evolution via vortex design method. Physics of Fluids, 2026, 38: 105158. https://doi.org/10.1063/5.0351028