以旋流器为原型的旋转变径圆管是进行水处理的重要设备之一,其内部流场内的剪切螺旋流蕴含着复杂的湍流流动物理机理,在工程实际中有着非常广泛的应用。如油田污水处理,油田原油脱水。但是目前关于复杂运动壁面湍流的研究还非常缺少,对于旋转变径圆管内流场的分布规律尚不完全清楚,没有得到一个能够精确模拟旋转变径圆管内流场的湍流模型。本文结合旋转湍流所具有的特性,根据快速畸变理论,建立了修正的SSG模型并用新模型进行了数值模拟,得到了旋转变径圆管内流场的分布规律。为发展以旋流器为代表的复杂湍流实际工程应用提供了理论指导和参考模型。在压力应变快速项Πj(r)中加入大尺度量Ωij的高阶项Πj(rΩ),得到修正的SSG模型,并对旋转等径圆管进行了数值模拟。新模型能更好地反应旋转等径圆管湍流由初始各向异性向各向同性发展的趋势,验证了修正SSG模型在模拟旋转圆管湍流方面的正确性。用修正的SSG模型模拟旋转变径圆管得到了不同截面的不同转速下的轴向速度,切向速度,湍流强度,湍动耗散率和静压等参数,并对曲线的特性进行分析,发现壁面正向旋转对切向速度有增强作用,反转则起抑制的效应。壁面正向旋转对轴向速度在刚性涡起到增大数值的作用,在自由涡区抑制轴向速度,壁面反转效果相反。同时壁面旋转对湍流强度、湍动耗散率、静压等参数都产生较大影响。建立实验装置,采用LDV测量装置对旋转变径圆管的实验台进行旋转条件下变径圆管内切向速度和轴向速度的测量,并用修正SSG模型的模拟值与实验值进行比较,最终证明数值模拟结果与实验结果基本吻合。综上所述,本研究通过理论研究、数值模拟和实验相结合的方法,建立了修正的SSG模型,并通过实验验证了其数值模拟效果,给出了更为精确的旋转变径圆管内流场分布,为旋转管流研究提供了湍流建模和数值模拟方面的参考。