在配置约束模块的结构化流道中,固-液两相流内的颗粒在流道内湍流的驱动作用下,与周围颗粒、壁面之间发生频繁的撞击。颗粒以不同方向及大小,无序地作用待加工的结构化表面,最终实现固-液两相流无工具精密加工的抛光效果。研究结构化表面约束流道内单颗粒的切削作用和多颗粒动力学特性研究对固-液两相流镜面级加工具有重要的指导意义。在固-液两相流中,待加工表面的作用效果是通过宏观状态下的磨粒群来反映的。对于磨粒群中的单颗粒碰撞壁面作用效果难以观测所得等问题,提出了单颗粒碰撞待加工结构化表面的研究方法。通过对微观状态下,对单颗粒碰撞碰撞待加工的结构化表面的深入研究,再从宏观的磨粒流加工结果进行论证分析,从根本上说明固-液两相流无工具精密加工的加工机理,为固-液两相流加工的科学性和可行性提供依据。主要工作如下：1.固-液两相流理论方面的研究：本文基于固-液两相流和颗粒动力学理论,首先分析单颗粒的动力学模型,然后运用硬球模型和PRESTON去除模型,建立单颗粒撞击加工表面的物理模型,数值模拟不同颗粒撞击结构化表面的运动和受力状况,最后说明颗粒作用待加工结构化表面的材料去除机理和加工效果。2.在固-液两相流中,对颗粒碰撞待加工的结构化表面进行数值模拟研究：针对单颗粒撞击加工壁面时的颗粒运动情况,建立颗粒撞击壁面的物理模型。采用非线性的有限元软件ABAQUS,对单颗粒撞击壁面时的壁面受力状况和颗粒的能量变化等特性进行了仿真分析,对不同种类的颗粒撞击加工壁面的切削效果进行了探索和分析。3.在单颗粒碰撞壁面加工效果研究的基础上,基于标准的κ-ε湍流模型,采用离散相模型(DPM)建立固-液两相流的动力学模型,对锯齿形直流道内的固-液两相流进行FLUENT数值模拟,得到锯齿形直流道中磨粒群在不同颗粒碰撞恢复系数和不同颗粒体积分数下的动压力及其分布、颗粒的速度矢量以及湍动能的变化,证明了固-液两相流加工的有效性。4.基于固-液两相流中颗粒碰撞壁面的理论研究和数值模拟的结果,使用颗粒图像测试系统(PIV),搭建固-液两相流的观察平台,对固-液两相流中的颗粒运动进行观察,并采用互相关原理分析颗粒的运动特征和涡量特性,验证了仿真结果的准确性；根据设置的锯齿形直流道进行实际工件的切削加工,检测约束流道对于加工试件的加工效果。