结构化表面约束流道内的磨粒群分布及其动力学特性研究对于软性磨粒流精密加工方法具有重要的指导意义,在充分了解磨粒群的运动规律情况下,可进一步探讨磨粒流流型的调控方法,以适应不同加工环境的需要。针对不同磨粒浓度下相间作用力不同、磨粒群运动难以观测等问题,提出了一种磨粒群分布特征的研究方法;对软性磨粒流的磨粒群分布及其动力学特性进行了深入研究,从根本上证明了软性磨粒流精密加工方法的可行性和有效性,主要工作如下:1.从液固两相流和湍流模型两方面入手,首先分析了单颗粒动力学模型,之后全面分析了低浓度时和高浓度时液固两相的运动和受力,并研究了湍流的数值模拟方法,对适合于低浓度和高浓度液固两相软性磨粒流的物理模型进行了描述。2.针对不同浓度的软性磨粒流,采用混合模型方法建立了软性磨粒流加工方法的两相流动力学基本模型,并结合可实现k ?ε湍流模型对V型纹理半环形截面流道内的软性磨粒流流动进行了数值模拟,得到了V型纹理半环形截面流道内及近壁区软性磨粒流的速度场、磨粒群分布规律等参数特征。3.针对低浓度的软性磨粒流进行了磨粒运动模式和湍流扩散模型的研究,采用离散相随机游走模型和速度调控的方式,实现了V型纹理矩形截面流道内磨粒群运动状况的数值模拟,得到了磨粒群的运动特性和动力学特性,证明了软性磨粒流流动已达湍流状态。4.基于粒子图像测试技术(PIV)系统,搭建了磨粒群运动观测装置,对磨粒群运动进行了观测,采用互相关技术匹配图像粒子对的方法,得到了磨粒群的运动特性和涡量特性,验证了仿真结果的正确性;根据观测实验,设计了V型纹理矩形截面约束流道,进行了实际工件的加工实验,验证了观测实验的正确性。5.应用分形理论,结合图像处理技术,采用计盒维数法对约束流道内磨粒群的分布进行了分形维数的计算,结果表明:约束流道内磨粒群的分布具有分形特征,说明软性磨粒流流动已达湍流状态,从根本上证明了软性磨粒流精密加工方法的可行性和有效性。本文研究成果对于促进结构化表面光整加工及丰富软性磨粒流精密光整加工理论具有一定的理论指导意义和技术借鉴价值。