精细化模拟是流体机械内流数值研究发展的重要趋势，不断改进工程类经验方法对实际流体非均质性的均质化假设是流动数值研究的难题。申请人基于无网格法架构，围绕动静干涉流动的整体离散与整体求解、无网格法高效高精度及功能算法格式两个关键科学问题，构建了动静相干模拟的全拉格朗日方法，提出了非均质及相变等复杂流动的数值模型，发展了三种高精度算法格式，有效消除了表面粒子误判误差，显著提升计算效率和精度，建立了基于无网格法的流体机械复杂内流精细化高效数值模拟方法。在前期工作的基础上，进一步开展流体机械复杂内流的精细化数值模拟技术。本项目针对上述需求问题开展研究，围绕气液掺混过程中的复杂自由面形态剧烈变化、界面大温差换热及相变、空泡溃灭压力振荡及传播等三个相互耦合的关键科学难题，创新提出基于空泡高速自旋的快速静混新概念；同时基于无网格移动粒子半隐式法框架，发展大温差自由面相变掺混精细模拟新模型/方法，建立表面张力、传热和相变的耦合作用模型，真实模拟气泡溃灭现象，揭示掺混过程中能质平衡的细节机理。为发动机涡轮泵系统布局优化和经济性提升提供新的理论支撑及技术研究手段。