旋拧流动广泛存在于各种流体机械中,它降低了流体机械的压力,导致了空化现象的发生,严重损害了流体机械的水力性能。本文依托于国家自然科学基金项目,设计并搭建了旋拧流动原理性试验台,开展旋拧流动空化涡带可视化和压力脉动实验研究,揭示了不同工况下空化涡带形态及其诱发压力脉动特性,并且采用大涡数值模拟方法方法对空化涡进行了数值分析,获得了空化涡带和压力脉动特性时空演化规律,主要研究内容和成果如下:（1）设计并搭建旋拧流动原理性试验台,根据空化旋拧的初生工况,设计出旋拧流动原理性试验台核心管段;并以核心试验段入口出口需求,设计并加工了实验台管路系统。进行了旋拧流动空化涡带可视化图像采集实验。控制实验工况,观测得到不同涡带形态的形成以及发展机理。分析了涡带的形态时空演化特性,阐述了不同涡带形态的发展趋势,阐述了不同涡带形态间的相互转化所产生的不稳定现象,得出了涡带时空演化的相关结论。（2）进行了旋拧空化涡压力脉动实验研究。通过测量旋拧空化涡带上游和下游的压力脉动特性,分析出涡带不同发展行为对于压力脉动的影响情况,通过压力脉动标准差表征了压力脉动的波动情况,阐释了涡带的形成和发展过程中对于压力的影响,分析了由涡带诱发的压力脉动的时域和频域特性,得出了压力脉动形成的原因以及影响因素。（3）进行了空化涡带时空演化机理数值模拟研究。采用了大涡模拟的方法,对于旋拧空化涡进行了数值模拟分析,获得了空化涡中流线分布,相间传输速率等流程信息。通过涡量分析的方法,分析出了涡量的时空分布以及影响涡量分布的主要因素。通过瞬态计算得出了涡量的时变规律,并阐述了涡带形态及涡量分布的影响因素。本文通过设计并搭建了旋拧空化涡可视化试验台,探究了旋拧空化涡的形成和发展机理,阐述了其时空演化规律,揭示了由于涡带所引起的压力脉动和不稳定性的影响因素,对于抑制由于旋拧空化所引起的不稳定性有一定指导意义。