在流体机械中空化一般是有害的，非定常空化对水力部件造成的非定常载荷会导致叶片、泵轴等部件的疲劳损坏甚至断裂。所以加强对空化的研究，深入了解空化产生的机理、演化的规律，对流体机械设计过程中合理规避空化危险，主动或者被动地减轻空化的危害具有有重要意义。　　运用传统理论对水泵的扬程、流量、功率进行换算时，有很高的准确性和适用性，但是在对其空化性能进行换算时却出现不可忽视的误差，而且误差随着尺寸差别的增大而增大。为此，前人作了一些经验性的修正，但是这个现象的成因却鲜有报道。本文受此启发，希望探寻空化相似换算误差的原因。　　本文对流体力学中的流动相似理论进行了回顾，分析了粘性不可压缩流动动力相似所要满足的条件，在几何相似和速度相似的基础上，得出了流动动力相似的充分条件和必要条件。讨论了动力相似准则数的适用情况，讨论了水翼空化流动相似应该满足的条件。　　使用相同的网格划分策略，对几何相似的4个NACA66翼型模型（尺寸分别为试验模型的1.25、1.0、0.75、0.5倍）的计算域进行了网格划分。采用分离涡湍流模型和Zwart模型，基于雷诺相似和空化数相等，对这4个翼型模型进行了空化流场的模拟。通过将模型1.0的模拟结果与Leroux的试验结果进行对比，验证了湍流模型、空化模型以及数值方法的可行性和准确性。结合空化图像以及翼型背面的压力脉动，说明了绕翼型空化的演化过程。对模型1.0的回射流头部和空穴尾部的坐标进行了统计，解释了回射流对空化演化的重要作用。对压力场和速度场的分析，揭示了逆压梯度是回射流发展的动力，随时间变化的压力场结构使得回射流的发展呈现出一定的脉动特性。　　统计了4个模型水翼的斯特劳哈尔数，发现在雷诺数和空化数相等的基础上进行数值模拟，斯特劳哈尔数也基本相当。将4个水翼的压力脉动模拟值进行无量纲化后，发现它们的吻合程度很高;对比4个水翼的空化图像，也发现有较高的一致性;这说明4个水翼拥有相同的空化发展阶段。在统计了各个模型的空泡体积分数的演化之后，发现模型的几何尺寸越大，空泡的体积分数越大。在对翼型背面不同位置的无量纲速度进行统计后发现，在空穴生长阶段，各个模型的无量纲速度吻合程度很高。通过对中截面上的轴向无量纲速度进行分析，可以发现随着模型尺寸的增大，主流区逐渐被挤占，充分发展的云空化对主流产生了影响，大约在7/14T～9/14T之间发生。通过分析无量纲压力场和速度矢量场，观察到大尺寸模型中的回射流发展比小模型的更快，但是大尺寸模型的残余空泡滞留在翼型头部的无量纲时间更长。　　明确了几何相似、运动相似、欧拉相似是泵相似理论的基础，再一次对雷诺数在内部流动中的重要性进行了阐述，雷诺数的作用不仅在边界层中显著，而且是主流流态的重要指标。当空化流场符合雷诺相似和空化数相等时，不同尺寸水翼的模拟结果有很强的相似性。如果对不同的模型，使用欧拉相似、空化数相等原则来设置模拟条件，则会导致空化演化出现非常大的差异，小模型上的空化无法分离脱落。在无量纲长度和无量纲时间上，较小的几何边界都会对回射流的发展存在抑制作用。　　推导了基于已有的泵理论、同时符合雷诺相似的泵相关参数的换算关系，并将其应用在轴流泵模型1.0和模型0.5的模拟上。经过与试验结果的对比，模拟能够较好地预测叶顶区的空化发展。随后分析了模型1.0和模型0.5在不同展向系数和弦长系数处的空化图像，空化的形态也基本一致，但是空化程度有所差别，大模型的空化程度更高。