早在1754年，欧拉就已经注意到水轮机中的空泡流，雷诺1873年观察过船舶螺旋桨的空化现象。至1895年，工业技术，特别是船舶技术的发展，使得螺旋桨撞上了“空泡障”。弗劳德创建了空化这一术语，而托马斯在1926年引入空化数作为水动力的相似准则。如今全世界对“空泡”现象的系统研究已经持续了一百多年，对空泡流的研究方法主要包括理论分析、试验研究和数值模拟。83252

（1）理论分析

Helmholtz [8]& Kirchhoff研究得出了自由流线理论（Free stream-line theory）及速度图法(Hodograph method），这直接推动了空泡流理论的诞生。随着Tulin[9]于1953年将空气动力学中的线性化方法代入空泡流理论的研究，将空泡流理论和工程应用研究推向热潮。此后，空泡流线性化理论在研究中广泛运用起来，其中，Geurst et al[10]将线性化理论应用于包括非定常空泡流在内的空泡绕流。由于线性化理论仍是近似解，所以需要进一步的修正研究。Struck[11]对一般外形的轴对称超空泡绕流采用面元奇点分布的方法进行了求解；我国对空泡研究也有着一段比较长的经历，何友声[12]在50年代初便已经对螺旋桨上的超空泡现象进行了研究；董世汤[13]通过把尾流模型加以线性化，处理了任意拱弧形状的二元超空泡及局部空泡水翼。

（2）试验研究

Reichardt[14]在1946年首次提出通气超空泡这种方法。1948年，Rouse 等[15]研究得到了不同回转体表面压力系数分布函数及数据，其研究结果得到了广泛应用。Kirschner 等[16]的研究结果表明，通气空泡与自然空泡在空化数相同的条件下几何特性与力学特性大致相同。随着PIV技术的发展，Wosnik 等[17]观测到了通气空泡尾部的流场特征。刘桦等[18]通过研究不同头型回转体的初生空化数，发现了初生空化数和空泡特征几何参数的关系，并建立工程计算公式。袁绪龙等[19]研究水下航行通气超空泡并对非对称性作出了解释。时素果等[20]对绕圆盘空化器的通气超空化流动研究采用了当地均相流模型。李向宾[21]等用DPIV 测量与分析了空化过程中流场的速度。论文网

（3）数值计算

    随着数学理论和计算机技术的讯速发展，计算流体力学得到飞速发展，CFD软件在理论研究和工程设计方面得到了广泛地应用。虽然数值仿真在计算精度和可行度上还需进一步提高，但其可以简单快捷地更改各种设置，并提供几乎所有需求的信息。这可以对流动机理进行系统研究，并且为实验提供参考，大大提高研究效率，缩短设计周期。当今国内外常见的商业仿真软件，如CFX，FLUENT等都能够较高品质的模拟流场结构。

在数值计算方面，刘巨斌等[22]采用基于输运方程的空化模型，对绕回转体的附着型自然空泡形态进行了模拟。谢正桐[23,24,25]等针对轴对称细长体，采用数值计算和试验方法研究了不同小攻角下充气空泡、自然空泡的水动力特性。钱忠东, 黄社华等[26]采用不同湍流模型对空化流动进行计算，评价了各种模型的优缺点。

近年来，空化流动普遍以N-S方程为框架来进行数值计算。对全流场进行网格划分，对全流场进行Navier-Stokes方程求解,并将压力、速度、涡量等数据存储在网格节点上进行迭代计算。大量研究表明[27,28,29,30]，空化流动数值计算的精确度很大程度取决于多相流模型，空化模型和湍流模型。

多相流模型通常分为均相流模型和非均向流模型。均相流模型是把两相统一处理，认为两相具有相同的压力场和速度场，只通过一套方程进行求解。Mixture模型和VOF(Volume of Fluid)模型是目前应用比较广泛的两种。非均相流模型则是单独考虑每一相的流场特性，分别求解每一相连续方程，动量方程和能量方程。两相之间通过相界面进行传递，通过不同的模型进行边界求解。非均相流模型由于相对复杂，计算量大，在工程应用及数值计算方面使用较少。