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搅拌釜已被广泛应用于化工、冶金、石油和水处理等工业过程，然而目前其结构几何尺寸和搅拌转速等参数选取大多是基于对于实验研究的经验总结，使得该类设备难以发挥其应有的优势。随着数值计算方法和计算机技术的不断完善，许多研究者开始探索将计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics，CFD)方法应用于已有搅拌釜的优化或新型结构的开发。为此，本文采用CFD商业化模拟软件ANYSYCFX10.0对两种结构的涡轮桨搅拌釜内流动或混合特性进行详细的数值模拟，旨在为工业中的选取和设计提供基础数据。
首先，本论文采用多重参考坐标系法对六直叶涡轮桨的搅拌釜单相流场进行了数值模拟。比较了基于SSG雷诺应力模型与基于各向同性的标准k-ε湍流模型在速度场和湍动参数上的预报能力，模拟结果与实验数据进行比较发现：两个模型对功率准数和湍动能的预报差别不大，但SSG雷诺应力模型对平均速度分布和定量湍动能分布的模拟结果比标准k-ε模型更加准确；并获得了SSG雷诺应力模型所预测功率准数、湍动参数、涡度、旋度和剪切速率等在釜内的分布情况；清晰地再现了桨叶附近尾涡的产生与耗散过程；成功地揭示了存在于叶片前后方的压力场使得搅拌桨顺利实现流体的吸入和排出现象，为采用数值模拟方法研究其它形式搅拌桨奠定了基础。
然后，采用滑移网格法和标准k-ε模型对半圆管曲面涡轮桨搅拌釜内的非稳态流动和混合过程进行了模拟。模拟结果表明：加料点和监测点的位置均与流场密切相关，在转速和搅拌桨叶距底距离相同的条件下，叶端加料比液面加料的混合时间缩短了将近50％；液面监测点处的混合时间较桨叶附近监测点处的要长；当搅拌桨距釜底距离降低至L=1/6T时，釜内流型发生转变，由典型的“双循环流型”转变为“单循环流型”，且混合时间和搅拌桨消耗功率均随之降低，但随着桨叶离釜底距离的减小釜上部混合减弱；搅拌转速的增加，会使得混合所需时间明显减少，而单位体积所消耗的功率却呈明显增加的趋势。上述数值模拟结果表明标准k-ε模型和SSG雷诺应力模型均可以很好地预报搅拌釜内宏观流动和过程混合特性，但是在预报搅拌桨附近微观流动特性方面却只有SSG雷诺应力模型可以实现。