流体机械

项目	参数	数值
设计工况点	设计流量Q_des/（m³·h^-1）	380
设计扬程H/m	6
额定转速n/（r·min^-1）	1 450
比转速n_s	480
叶轮	叶轮叶片数Z	4
叶轮进口直径D₁/mm	185.2
叶轮出口直径D₂/mm	243.2
导叶	导叶叶片数Z_d	7
导叶进口直径D₃/mm	266.6
导叶出口直径D₄/mm	281.8
管路系统	进口直径D_in/mm	200
出口直径D_out/mm	250

项目	参数	数值
设计工况点	设计流量Q_des/（m³·h^-1）	380
设计扬程H/m	6
额定转速n/（r·min^-1）	1 450
比转速n_s	480
叶轮	叶轮叶片数Z	4
叶轮进口直径D₁/mm	185.2
叶轮出口直径D₂/mm	243.2
导叶	导叶叶片数Z_d	7
导叶进口直径D₃/mm	266.6
导叶出口直径D₄/mm	281.8
管路系统	进口直径D_in/mm	200
出口直径D_out/mm	250

启动瞬态过程混流泵空化湍流结构演化机理

刘振博 ¹ , 季磊磊 ¹ , 李伟 ¹ , 周岭 ¹ , 郭则庆 ² , 吕续舰 ³ , 杨阳 ⁴ , 屈兵 ⁵ , 潘波 ⁵

流体机械 | 试验研究 2026,54(6): 1-8

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流体机械 |试验研究 2026 , 54 (6) : 1 -8

启动瞬态过程混流泵空化湍流结构演化机理

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刘振博¹, 季磊磊¹, 李伟¹, 周岭¹, 郭则庆², 吕续舰³, 杨阳⁴, 屈兵⁵, 潘波⁵

作者信息

¹江苏大学流体机械工程技术研究中心，江苏镇江 212013

²南京理工大学瞬态物理全国重点实验室，南京 210094

³南京理工大学能源与动力工程学院，南京 210094

⁴扬州大学水利科学与工程学院，江苏扬州 225009

⁵山东心传矿山机电设备有限公司，山东济宁 272300

通讯作者:

季磊磊（1991），男，副教授，主要从事流体机械（泵）设计、优化和动力学稳定性等方面研究，通信地址：212013江苏省镇江市京口区学府路301号江苏大学流体机械工程技术研究中心，E-mail：leileiji@ujs.edu.cn。

作者简介:

刘振博（1995），男，博士研究生，主要从事多相流流体机械设计及试验测试研究，E-mail：2222311056@stmail.ujs.edu.cn。

Evolution mechanism of cavitation turbulent structures in a mixed‑flow pump during startup transient process

Zhenbo LIU¹, Leilei JI¹, Wei LI¹, Ling ZHOU¹, Zeqing GUO², Xujian LÜ³, Yang YANG⁴, Bing QU⁵, Bo PAN⁵

Affiliations

¹Research Center of Fluid Machinery Engineering and Technology，Jiangsu University，Zhenjiang 212013，China

²National Key Laboratory of Transient Physics，Nanjing University of Science and Technology，Nanjing 210094，China

³School of Energy and Power Engineering，Nanjing University of Science and Technology，Nanjing 210094，China

⁴College of Hydraulic Science and Engineering，Yangzhou University，Yangzhou 225009，China

⁵Shandong Xinchuan Mining Electromechanical Equipment Co.，Ltd.，Jining 272300，China

出版时间: 2026-06-30 doi: 10.3969/j.issn.1005-0329.2026.06.001

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摘要

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为揭示混流泵在强诱导空化条件下启动过程中空化结构的瞬态演化机理，在初始进口真空度为-30 kPa的工况下，对混流泵快速启动过程开展针对空化湍流结构的试验研究。采用高速摄影、Voronoi空化结构识别与灰度定量分析等方法，获取1 s启动过程中混流泵叶轮内部空化流场的时空演变特征。结果表明：在1 s快速启动条件下，叶轮内部低压区在短时间内剧烈形成，诱发空化同步激发并迅速发展为大尺度空化云团，呈现集中爆发和剧烈塌缩的瞬变特征；空化云团在极短时间内覆盖多个流道并发生剧烈塌缩，其演化过程经历从初生、增长到塌缩、重构的阶段；灰度分析显示，空化强度在约0.60T时达到峰值，但随着叶轮加速完成而明显减弱。研究成果揭示了混流泵快速启动过程中空化结构的时空组织规律，可为优化泵启停控制策略、减缓瞬态空化冲击，以及改进非稳态空化预测模型提供参考。

关键词

混流泵 / 快速启动 / 瞬态空化 / 空化结构 / 高速摄影

Abstract

收起

To reveal the transient evolution mechanism of cavitation structures in a mixed‑flow pump during the startup process under strongly induced cavitation conditions，experimental investigations on cavitation turbulent structures were conducted during the rapid startup of a mixed‑flow pump at an initial inlet vacuum degree of -30 kPa.High‑speed photography，Voronoi cavitation structure identification，and grayscale quantitative analysis methods were employed to obtain the spatiotemporal evolution characteristics of the cavitation flow field inside the mixed‑flow pump impeller during the 1 s startup process.The results indicate that under the 1 s rapid startup condition，the low‑pressure region inside the impeller forms drastically within a short time，inducing synchronous cavitation excitation and rapid development into large‑scale cavitation clouds，exhibiting transient characteristics of concentrated burst and intense collapse.The cavitation cloud covers multiple flow passages within an extremely short time and undergoes violent collapse，with its evolution process experiencing stages of inception，growth，collapse，and restructuring.Grayscale analysis shows that the cavitation intensity reaches its peak at approximately 0.60T，but significantly weakens as the impeller acceleration is completed.The research findings reveal the spatiotemporal organization laws of cavitation structures during the rapid startup of mixed‑flow pumps，providing references for optimizing pump start‑stop control strategies，mitigating transient cavitation impacts，and improving unsteady cavitation prediction models.

Key words

mixed‑flow pump / rapid startup / transient cavitation / cavitation structure / high‑speed photography

引用本文

刘振博, 季磊磊, 李伟, 周岭, 郭则庆, 吕续舰, 杨阳, 屈兵, 潘波. 启动瞬态过程混流泵空化湍流结构演化机理. 流体机械, 2026 , 54 (6) : 1 -8 . DOI: 10.3969/j.issn.1005-0329.2026.06.001

Zhenbo LIU, Leilei JI, Wei LI, Ling ZHOU, Zeqing GUO, Xujian LÜ, Yang YANG, Bing QU, Bo PAN. Evolution mechanism of cavitation turbulent structures in a mixed‑flow pump during startup transient process[J]. Fluid Machinery, 2026 , 54 (6) : 1 -8 . DOI: 10.3969/j.issn.1005-0329.2026.06.001

正文

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0　引言

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混流泵兼具轴流泵与离心泵的特性，是一种比转速适中、性能优良、工况适应范围广的水力机械，在市政排涝、水利调水、电力冷却、船舶压载和石化输送等领域获得了广泛应用^［1-6］。在这些应用场景中，混流泵常面临频繁启停或流量突变等非稳态运行工况，尤其在启动阶段，进口压力的急剧变化极易诱发空化，并引发复杂的两相流动行为^［7-10］。空化是液体在低压区域发生汽化的相变过程，其在水力机械内部的表现尤为复杂，往往伴随着大尺度空泡的生成与溃灭、相界面演化、强剪切扰动与压力波传播等耦合效应^［11-15］。稳定工况下，空化通常出现在叶片前缘或叶顶的局部低压区，随后向叶道下游扩展，形成多尺度、强扰动的空化流动结构^［16］。相比稳态工况，启动过程中叶轮转速迅速提升，导致动压剧增；同时，由于流体的惯性效应^［17-18］，内部流场在短时间内经历从层流到湍流的剧烈转换，使得空泡的空间分布及湍流发展过程往往难以预测。

混流泵启动时间作为表征叶轮加速快慢的关键参数，对内部瞬态流场及空化结构的演化具有决定性影响^［19］。启动时间越短，加速过程越快，叶轮在短时间内即达到高转速，流体惯性效应及压力梯度变化剧烈，极易在叶片进口前缘或叶顶间隙形成压强骤降，从而诱发强烈空化^［20-21］；反之，较长的启动时间则为流场逐步建立提供了缓冲条件，可能降低空泡初生速率，减小流动扰动，并影响空化云团的形态和规模^［22］。近年来，一些学者针对混流泵空化特性及非定常运行开展了研究，但主要集中于扬程下降、必需汽蚀余量（NPSH）变化和压力脉动响应等宏观性能指标^［23］。对混流泵启动过程中内部空化流场的瞬态组织特征关注相对较少，尤其是在极短启动时间下，空泡的空间分布、形态演变及其与湍流结构的相互作用尚未得到充分揭示。在快速启动条件下，大量空泡同时激发并聚集，其生成和脱落可能受叶顶间隙流及剪切层不稳定性的驱动，且运动相对于叶轮旋转存在滞后现象；空泡溃灭时释放的压力脉冲与主流中的回流区相互干扰，进一步加剧流场的非定常性和复杂性^［24-26］。上述机理有待通过精细的瞬态试验观测予以阐明。

为此，本文搭建高精度瞬态可视化试验平台，针对混流泵在快速启动工况下的空化湍流演化开展系统的试验研究。主要研究内容包括：设计可模拟快速启动过程的混流泵驱动系统，通过变频调速实现叶轮从静止到额定转速（1 450 r/min）的线性加速；采用高速摄像与图像处理技术，捕捉叶轮内部空化结构在启动过程中的动态演变行为；应用Voronoi多边形剖分方法识别空化气泡的空间分布特征，量化其聚集程度与尺度变化；并通过灰度值计算评估空化强度随时间的变化规律，以期为后续建立相应数值模型及优化工程运行提供参考依据。

1　试验装置与方法

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1.1　混流泵模型与试验台

本次试验在闭式水力试验台上进行。如图1所示，试验对象为一台比转速为480的导叶式混流泵模型（JHM-500）。该泵配有4片叶轮叶片和7片固定导叶，设计流量为380 m³/h，额定扬程为6 m，额定转速1 450 r/min。为便于内部流动可视化观察，混流泵蜗壳采用透明有机玻璃制造，叶轮和导叶表面喷涂黑色消光涂层，以减少高速摄影过程中的反光干扰。表1示出试验混流泵的主要设计参数。试验回路由吸水池、进水管路、泵体、出水管路及阀门等组成，其中泵进口管路直径为150 mm，出口管径为200 mm。进、出水管路上布置有多个传感器和测量仪表（见图2），用于监测启动过程中的流量、压力、转速、电机扭矩等参数。流量计为LWGY型涡轮流量计（量程0~1 000 m³/h，精度±0.5%）；压力传感器为WT型电容式，进口传感器量程-100~100 kPa、精度0.2%，出口传感器量程0~600 kPa、精度0.2%；扭矩仪为ZJ型（额定扭矩100 N·m，转速范围0~6 000 r/min，精度0.2%），用于记录电机的实时转速和轴功率信号。此外，试验台配备有数据采集系统，将各测量传感器和高速摄像机相连接，以实现多通道信号同步采集。

1.2　高速摄影系统布置

为获取叶轮内部瞬态空化流场的可视化信息，试验中采用高速相机对准泵体透明蜗壳进行拍摄。如图3所示，高速相机垂直布置于混流泵叶轮侧面，并搭配专业LED摄影灯（置于相机侧后方）为拍摄区域提供高强度照明^［27］。相机帧率设为8 000 Hz，分辨率为753×1 024像素，可覆盖整个叶轮与导叶区域。试验采集时，通过调整相机焦距和光圈，确保叶轮通道内的空化运动能够清晰记录（见图4）。

1.3　试验方案与数据采集

混流泵由一台变频电机驱动，通过变频器实现转速的线性升高。针对1 s启动时间工况，在启动加速前，利用真空泵对混流泵进口管路抽气，使进口压力逐步降低至-30 kPa。进口压力采用安装在进口管路上的电容式压力传感器实时监测，并由数据采集系统连续记录。待压力达到目标值后，通过调节排气球阀和真空泵抽气速率，将系统压力波动控制在±0.5 kPa以内，并保持稳定5 s以上，从而形成稳定的诱导空化条件。

待进口压力稳定后，同时启动高速摄像机、转速/扭矩传感器及压力传感器等多通道采集系统。各传感器与高速摄像机通过统一触发信号连接至数据采集系统，在启动指令发出时同步开始记录，以确保高速影像画面与压力、转速信号在时间轴上的对应关系一致。为消除出口流量变化对空化结构的影响，每次试验开始前将出口阀门开度调至设计工况点，使混流泵启动完成后能迅速稳定在额定流量附近。

2　试验结果与分析

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2.1　外特性分析

图5示出在进口绝对压力为-30 kPa条件下，混流泵1 s快速启动过程的瞬态外特性曲线。结果表明，随着电机启动加速，转速在约1.35 s时达到额定值（受启动电流冲击影响，实际完成时间略滞后于1 s设定），泵扬程也随之迅速上升至稳态值。在加速过程中，扬程曲线上出现了一个峰值突越现象，即“冲击扬程”。对于1 s启动工况，其冲击扬程约达7 m，高于稳态额定扬程（6 m）。与此同时，流量上升表现出明显滞后于转速的特征：启动初期流量增加缓慢，随后在0.3~1.0 s之间进入快速上升阶段，并持续至加速结束；当叶轮转速达到最大后，流量仍需约0.5 s继续增长，最终稳定在额定值附近。据此可将该过程分为3个阶段：阶段Ⅰ（0~0.3 s）流量缓慢爬升，阶段Ⅱ（0.3~1.35 s）流量快速增加，阶段Ⅲ（1.35 s以后）流量趋于平稳。

与标准工况（无空化）启动过程（见图6）相比，2种工况下转速变化规律基本一致，因其主要受电机驱动特性控制。然而，在-30 kPa工况下，空化导致泵扬程在峰值后明显降低，同时流量在约1.5 s附近短暂下降，约2 s后逐渐恢复并稳定在额定流量附近。这表明空化会削弱叶轮对流体的能量传递能力，导致启动过程中扬程下降，并加剧流量瞬态波动，对泵的瞬态水力性能产生一定影响。

2.2　图像分析

在分析启动过程中空化演化之前，通过稳态空化试验获取该泵的空化性能曲线，如图7所示。当有效汽蚀余量NPSH_a较大时，泵扬程基本保持稳定，H₀≈5.62 m，表明此时泵内尚未发生明显空化。随着NPSH_a的降低，扬程逐渐下降，空化程度逐渐加剧。

按照空化试验中扬程下降3%的临界判据，可得临界扬程为H_c=0.97H₀≈5.45 m。由试验曲线可知，当扬程降至该值时，对应的临界汽蚀余量NPSH_c约为2.45 m。因此，该混流泵的临界空化系数为σ_c=NPSH_c/H₀≈0.44。

图8示出启动时间为1 s的条件下，叶轮内部空化流动的高速可视化图像序列。设整个启动过程持续时间为T=1.35 s（即实际达到额定转速的时刻），图中对应归一化时间1.0T。为进一步表征启动过程中的瞬时空化状态，定义系统空化系数：

σ (t) = N P S H a H (t)

（1）

式中，H（t）为启动过程中该时刻的瞬时扬程，m。根据外特性试验数据计算，可得系统空化系数σ（t）。

由图8可见，启动初期〔约0.39T，t≈0.53 s，σ（0.39T）=5.47〕，叶轮转速约提升至465 r/min，此时叶片吸力面靠近叶尖处首先出现初始空化核，即沿叶片前缘排布的一串微小气泡。随转速继续升高、进口压力进一步降低，约0.52T〔t≈0.70 s，σ（0.52T）=4.34〕时，大量气泡开始在叶片吸力面成团聚集，形成沿叶片前缘延伸至尾缘的气泡云团。至0.60T〔t=0.81 s，σ（0.60T）=3.44〕时，该气泡云团规模迅速扩大，几乎覆盖叶轮流道90%以上的空间，部分气泡向叶轮压力面侧逸出。此阶段，叶轮内部呈现明显的“大范围汽蚀”特征。其成因在于：叶片吸力面与相邻叶片压力面之间存在叶顶泄漏流，其所形成的剪切层涡核亦会引发局部低压，进而诱发细小空泡的生成。综上，快速启动初期混流泵叶轮内呈现同步激发、集中爆发的空化形态。

随着时间推进至约0.71 T〔t≈0.96 s，σ（0.71T）=1.93〕，高速影像显示先前占据大部分叶道空间的气泡云团（GC）发生剧烈塌缩和破碎，大量气泡突然消失，空化强度骤降。在GC几乎崩解消散后，叶轮吸力面上开始出现新的空化结构，包括叶顶间隙空化（TGC）、叶尖泄漏涡空化（TLVC）及垂直空化涡（PCV）等。这些典型空化形态的出现，标志着空化由先前的整体云团结构转变为局部结构。图8中0.85 T〔σ（0.85T）=1.28〕至1.0 T〔σ（1.0T）=1.11〕区间显示：叶片中部附近吸力面上发展出细长间隙空化带，沿叶顶泄漏流路径则生成螺旋状的泄漏涡空化，而在叶片尾缘游离剪切区域偶见垂直空化涡。这些空化结构相对于叶轮旋转存在一定滞后角，例如TGC和TLVC往往偏离叶片几何正前方，表明空化区域的角速度低于叶轮角速度。其成因为：空泡的生成和脱落受叶顶泄漏涡和剪切层发展控制，气泡团块在惯性作用下滞后于叶轮运动。直至启动结束时刻（1.0T），叶轮内部仍残留少量空化，主要集中在叶片吸力面前部和叶顶附近，但总体空化规模已较峰值时显著减小，流场逐渐恢复到接近单相流的状态。

2.3　Voronoi图分析

为进一步分析空化气泡的空间分布特征，采用Voronoi多边形对图像中的空化泡核进行剖分。图9示出1 s启动工况下不同时刻（0.60T，0.71T，0.95T）的空化Voronoi图像。

0.60T时刻（空化强度峰值阶段）的Voronoi图显示，大量微小且规则的Voronoi多边形密集充满于叶片通道，几乎没有大的空白单元。这表明在快速启动早期，大量空化气泡在空间上高度聚集，沿叶片吸力面形成由前缘贯穿至尾缘的连续空泡带。

当时间推进至0.71T时，Voronoi图像反映出空化结构发生了明显的重组。原本贯通整个叶道的单一云团已部分塌缩破裂，取而代之的是若干分散的空化团块，在图9中表现为大小不一的多边形交错分布。总体而言，空化结构由先前的集中云团演变为多核心分散格局，空化强度在空间上的分布变得不均匀。这种由集中到离散的演变过程，反映了空化云在塌陷后的重新分配：局部空泡团块继续存在于低压敏感区域，而全局空化程度明显下降。

0.95T（启动末期）时，Voronoi单元整体尺度进一步增大且趋于均匀，各叶道中的气泡单元所占比例很小，仅在叶片吸力面前端和叶顶附近残留少数小单元，表明大部分区域已无空化发生。此时空化结构呈现出孤立、稀疏的特征，空泡之间间距较大，相互作用减弱，预示流场已基本恢复稳定。Voronoi分析表明：在1 s快速启动工况下，混流泵空化流场的空间结构经历了由高度聚集到多核分散、再趋于消散的过程。这与高速图像观测到的空化云团先猛烈出现后破裂减弱的现象一致，从定量角度揭示了空化泡核在空间上的组织和重构规律。

2.4　灰度分析

采用灰度值作为空泡含量的指标，可对空化强度的演变进行定量评估。图10示出1 s启动工况下叶轮流场平均灰度值随时间的变化曲线，其中灰度值越大表示对应时刻影像中空化气泡占比越高。可以看出，启动过程中灰度强度经历了明显的峰值和波动：灰度值在t≈0.75 s（约0.52T）时开始快速攀升，达到约41.6的局部峰值，对应于叶轮吸力面大量气泡初生成长的阶段；在t≈0.81 s（约0.60T）时灰度达到整个启动过程的最大值53.1，此时大范围空泡云团充满叶道，空化强度达到顶峰。随后灰度值迅速下降，至1.0T（t=1.35 s）时降至约21.2，仅略高于初始值16，表明虽然此时叶轮内仍有部分空化存在，但总体强度已大幅减弱，流动趋于稳定状态。

启动结束后约0.4 s（t≈1.75 s），灰度值进一步降至接近背景值（约19.2），表明泵内空化基本消失。灰度曲线表明，1 s快速启动时混流泵的空化强度在极短时间内出现双峰特性：第一次峰值对应空化气泡的大量生成，第二次更高峰值对应空化云团的完全形成；峰值过后灰度迅速回落，表明空化云发生塌缩破裂。灰度分析与高速成像结果吻合良好，验证了灰度方法定量捕捉空化强度动态变化的有效性^［28］。

为更加深入地刻画不同阶段的空化形态特征，图11示出若干典型时刻下叶轮空化灰度场的局部放大图。其中，0.39T+Δt（对应空化初生阶段）时，主要在叶片吸力面观察到零星空泡，灰度分布较为均匀；0.52T+Δt时空泡数量骤增，局部灰度大幅提高；至0.60T+Δt时叶片通道几乎被高灰度区域充满，表明空泡占据主导；随后0.71T+Δt时局部灰度开始下降，高灰度区域碎裂成小块，表征空化云塌缩；至0.99T+Δt时灰度进一步降低并趋于平滑，仅叶片前缘及叶顶附近残留少量高灰度区，反映残余空化的位置。

局部灰度图像的对比清晰地展示了空化从初生、发展到衰减的细节过程：空泡先在吸力面析出，继而迅速扩散充盈整个通道，之后又破碎消失并局限于局部低压区。结合整体灰度曲线可知，混流泵1 s启动空化强度的剧烈波动主要发生在启动的前60%时段，随后空化进入衰减阶段。这种先增后减的快速变化，与流量滞后效应类似，均源于瞬态加速过程中流场建立的不完全同步性。通过灰度定量分析，可更准确地确定空化强度峰值出现的时间及持续时长，为非定常空化的预测和控制提供参考。

3　结论

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（1）在快速启动条件下，叶轮内部压力场在短时间内发生剧烈重构，导致空化现象近乎同时在多个叶片通道内激发。大尺度空化云团迅速形成并占据叶轮主要流道，表现出强烈的同步爆发特征。该空化云团在启动初期达到峰值强度后发生剧烈塌缩，对泵内流场造成明显扰动。

（2）空化云团塌缩后，叶轮内部出现多种典型空化结构，包括叶顶间隙空化（TGC）、叶尖泄漏涡空化（TLVC）和垂直空化涡（PCV）。这些空化结构在空间上呈多核心分布，并随时间不断演化和重组。快速启动过程中的空化结构经历了由整体云团向局部涡状空化的转变，反映了内部流动的非定常特性。

（3）灰度分析结果与高速图像高度吻合，能够有效表征空化强度的动态变化规律。1 s启动工况下，空化强度随时间呈现出明显峰值和剧烈波动，在约0.60T时达到最大值，之后快速降低。相较稳态运行，快速启动引起的空化强度瞬态波动幅度大、持续时间短，体现了空化行为的瞬态特性。

综上，混流泵在1 s快速启动过程中表现出剧烈的空化瞬变特征。空化云团的集中生成与塌缩，以及多种空化结构的交替出现，容易诱发强烈的压力脉动和振动冲击，对泵的运行安全和稳定性产生不利影响。工程上可考虑适当延长启动时间、优化加速曲线等措施，以减缓空化强度的瞬态波动，从而提高泵启停过程的稳定性和可靠性。

参考文献

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文献

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参考文献引证文献

排序方式：

LI W，JI L L，AGARWAL R，et al.Mixed‑flow pumps：Modeling，simulation，and measurements［M］.Hoboken：John Wiley & Sons，2024.

YANG Y F，LI W，SHI W D，et al.Numerical investigation on the unstable flow at off‑design condition in a mixed‑flow pump［J］.Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers，Part A：Journal of Power and Energy，2019，233（7）：849-865.

YANG Q Y，LI W，JI L L，et al.Research on the hydrodynamic noise characteristics of a mixed‑flow pump［J］.Journal of Marine Science and Engineering，2023，11（12）：2209.

WANG K，LIU H L，ZHOU X H，et al.Experimental research on pressure fluctuation and vibration in a mixed flow pump［J］.Journal of Mechanical Science and Technology，2016，30（1）：179-184.

丁征，袁建平，陈颖俊，等.基于参数分析与智能优化的导叶式混流泵多工况优化［J］.排灌机械工程学报，2025，43（4）：348-356.

DING Z，YUAN J P，CHEN Y J，et al.Multi‑condition optimization of guide vane mixed‑flow pump based on parameter analysis and intelligent optimization［J］.Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engineering，2025，43（4）：348-356.

李伟，杨毅，李硕，等.基于准稳态过程的混流泵启动性能优化［J］.排灌机械工程学报，2025，43（1）：31-37.

LI W，YANG Y，LI S，et al.Optimization of start‑up performance of mixed‑flow pump based on quasi‐steady state process［J］.Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engineering，2025，43（1）：31-37.

YE J，LI W，WANG X Y，et al.Reduced‑order variational mode decomposition of transient flow fields in mixed‑flow pumps during startup［J］.Energy，2025，334：137579.

XU B B，CHEN D Y，ZHANG H，et al.The modeling of the fractional‑order shafting system for a water jet mixed‑flow pump during the startup process［J］.Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation，2015，29（1/3）：12-24.

ZENG G T，CHEN W B，LI J H，et al.Numerical study on transient hydraulic excitation force characteristics of a water jet mixed‑flow pump during rapid startup period［J］.Journal of Mechanical Science and Technology，2023，37（10）：5117-5132.

刘腾岩，冯超，杨孟子，等.混流泵水力模型空化诱导振动与噪声特性试验研究［J］.流体机械，2023，51（8）：7-12.

LIU T Y，FENG C，YANG M Z，et al.Experimental investigation on cavitation induced noise and vibration characteristics of mixed‑flow pumpmodel［J］.Fluid Machinery，2023，51（8）：7-12.

YE Q Q，WANG Y W，SHAO X M.Dynamics of cavitating tip vortex［J］.Journal of Fluid Mechanics，2023，967：A30.

PENNINGS P C，BOSSCHERS J，WESTERWEEL J，et al.Dynamics of isolated vortex cavitation［J］.Journal of Fluid Mechanics，2015，778：288-313.

PENNINGS P C，WESTERWEEL J，VAN TERWISGA T J C.Flow field measurement around vortex cavitation［J］.Experiments in Fluids，2015，56（11）：206.

ZHANG Y L，JI Y Y，ZHAO Y J.Deep analysis of the transient behavior of centrifugal pumps during startup and shutdown［J］.Measurement and Control，2022，55（3/4）：155-163.

LI W，YANG Q Y，YANG Y，et al.Optimization of pump transient energy characteristics based on response surface optimization model and computational fluid dynamics［J］.Applied Energy，2024，362：123038.

CHEN T，SUN Y B，LIU Y L，et al.Study on transient hydrodynamic performance and cavitation characteristic of high‑speed mixed‑flow pump［C］//IOP Conference Series：Materials Science and Engineering.IOP Publishing，2013，52（3）：032013.

ZHU G J，XUAN Y F，FENG J J，et al.Influence of start‑up modes on the noise characteristics of mixed⁃flow pump during start‑up process［J］.Mechanical Systems and Signal Processing，2024，214：111388.

ZHANG D S，ZHOU Q，QI G，et al.Experimental and numerical investigation on the transient cavitating flows in a mixed flow pump with different number of blades at startup［J］.Journal of Fluids Engineering，2022，144（5）：051204.

REN Z Y，SUN M K，ZHANG J S，et al.Start‑up strategy of mixed‑flow pump system with impulse operation［J］.Ocean Engineering，2023，277：114058.

LI W，ZHANG Y，SHI W D，et al.Numerical simulation of transient flow field in a mixed‑flow pump during starting period［J］.International Journal of Numerical Methods for Heat & Fluid Flow，2018，28（4）：927-942.

ZHANG J S，WANG X L，YANG C，et al.Investigation on the flow and induced‑noise mechanism during the transient start‑up process of a mixed‑flow pump［J］.Engineering Computations，2024，41（3）：727-754.

CHEN C，XU H，DENG F J，et al.Study on the transient flow characteristics of multistage centrifugal pumps during the startup process before system operation［J］.Water，2024，16（13）：1876.

LI W，LI H M，LIU M J，et al.Energy dissipation mechanism of tip‑leakage cavitation in mixed‑flow pump blades［J］.Physics of Fluids，2024，36（1）：015115.

ZHENG Y H，LI Y J，ZHANG F，et al.Cross‑influence of cavitation and flow rate on pressure pulsation of a volute mixed flow pump［J］.Physics of Fluids，2024，36（4）：045102.

XU W T，CHENG L，LEI S H，et al.Mixed‑flow pump cavitation characteristics extraction based on power spectrum density through pressure pulsation signal analysis［J］.Mechanical Systems and Signal Processing，2024，208：110904.

LI Z F，WU P，WU D Z，et al.Experimental and numerical study of transient flow in a centrifugal pump during startup［J］.Journal of Mechanical Science and Technology，2011，25（3）：749-757.

FU S F，ZHENG Y，KAN K，et al.Numerical simulation and experimental study of transient characteristics in an axial flow pump during start‑up［J］.Renewable Energy，2020，146：1879-1887.

GONG B，ZHANG Z C，FENG C，et al.Experimental investigation of characteristics of tip leakage vortex cavitation‑induced vibration of a pump［J］.Annals of Nuclear Energy，2023，192：109935.

2026年第54卷第6期

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doi: 10.3969/j.issn.1005-0329.2026.06.001

接收时间：2026-01-13
首发时间：2026-10-22
出版时间：2026-06-30

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收稿日期：2026-01-13
修回日期：2026-06-02

基金

作者信息

¹江苏大学流体机械工程技术研究中心，江苏镇江 212013

²南京理工大学瞬态物理全国重点实验室，南京 210094

³南京理工大学能源与动力工程学院，南京 210094

⁴扬州大学水利科学与工程学院，江苏扬州 225009

⁵山东心传矿山机电设备有限公司，山东济宁 272300

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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