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软性磨粒流加工作为一种无工具流体精密光整方法已在高端机电系统、复杂模具制造、发动机配合偶件、精密光学仪器等领域获得广泛应用。软性磨粒流磨粒体积分数较低,其微力/微切削的材料去除特性,使得其在加工效率与均匀性方面存在提升空间。针对上述问题,本文提出了一种软性磨粒流流场强化加工方法,主要研究内容如下:(1)根据软性磨粒流加工工艺特点,提出了一种基于梯形约束模块的磨粒流场几何强化方法;基于欧拉-拉格朗日单颗粒动力学模型,结合剪切应力输运(SST)k-ω湍流模型与Mixture多相流模型,建立了面向软性磨粒流几何流场强化加工方法的两相流体动力学模型;分析上述模型的求解适定性,确定相关求解封闭条件,得到了几何强化流场的分布特性。(2)为了提高磨粒流在约束流道近壁区域的速度与湍动能,提出了一种软性磨粒流场超声耦合强化方法;基于可实现k-ε湍流模型与Mixture多相流模型,建立了面向软性磨粒流超声耦合强化基础模型;基于声场-流场耦合理论,对可实现k-ε模型湍动能输运方程进行修正,在此基础上,提出了一种软性磨粒流超声加载动力学建模与求解方法。(3)针对软性磨粒流强化流场的脉动特性,提出了一种基于希尔伯特-黄变换(HHT)的流场压力脉动监测方法。上述方法可有效解决软性磨粒流约束流道空间狭小而难以进行动压力、流道流速等流场参数测量问题。在此基础上,结合温度传感器得到当前的流道温度,采用非线性控制方法逼近目标速度,就可以实现磨粒流加工的在线优化调控,从而在提高加工效率的同时保证表面质量。(4)基于高速显微摄像技术与粒子图像测速技术,搭建了软性磨粒流在线观测实验平台,可实现对透明约束流道中的磨粒流流动状态与分布规律的实时获取,验证了数值计算结果的正确性;搭建了软性磨粒流流场强化加工实验平台,主要包含梯形约束流道加工装置、超声耦合强化加工装置与压力脉动监测系统。基于上述实验平台进行加工实验,实验结果表明,梯形约束模块强化方法的加工效率可以提高35%以上,而超声波激振湍流强化方法加工时间可以缩短6小时左右,验证了本文所提出方法的有效性与先进性。