泡沫具有密度低、隔热防护性能好和灭火效率高等优点,在消防领域受到广泛关注,主要应用在扑灭石油化工等液体火灾或固体火灾。泡沫流变特性是泡沫流体力学计算方法的基础,泡沫流体力学计算方法的研究为工程应用提供技术支撑。研究覆盖在物体表面水成膜泡沫随时间的演变规律和析液特性。结果表明:泡沫析液速率分为快速增长阶段(0-200s)、下降阶段(200-600s)和稳定阶段(600s-)。在增长阶段,泡沫形状仍保持球形或椭球形且当量直径不断增大;下降阶段,泡沫从球形或椭球形转变成多面体结构;稳定阶段,泡沫几乎都转变成多面体泡沫。说明泡沫结构和形状是影响析液的主要因素。基于泡沫由气液两相构成,采用加权的方法,提出了一个表观析液速率预测模型。研究泡沫流变特性随时间的变化过程。结果表明:水成膜泡沫是一种粘弹性流体,在恒定剪切速率下,600s前表观粘度随着时间不断增加,之后,几乎不发生变化,说明泡沫形状、拓扑结构、泡沫液物理性质和体积分数是影响泡沫表观粘度的主要因素。泡沫表现为剪切变稀且符合Herschel–Bulkley模型,表观粘度相对变化率随剪切速率的增大迅速减小,分成两个阶段研究:第一阶段,在低剪切速率下,按非牛顿流体进行研究;第二阶段,在较高剪切速率下,泡沫可近似看成牛顿流体。低剪切速率时,考虑析液对流变特性的影响,得到时间、剪切速率和泡沫类型相关的Herschel–Bulkley修正模型。用Fluent软件研究压缩空气泡沫在管道内运输。结果表明:用Spalar Allmaras模型模拟压缩空气泡沫直管阻力损失,相对误差在10%以内。压力降模拟值随着入口速度增大而增大,运用达西公式分析沿程阻力系数,得到阻力系数和雷诺数的修正关系式。采用S-A模型和Standard k-epsilon模型分别模拟弯管的压力降,相对误差在40%以内,当弯曲半径较小时,k-epsilon模型模拟效果相对较好,弯曲半径较大时,S-A模型模拟效果较好。该模拟方法对压缩空气泡沫工程应用流体力学计算具有指导意义。