机械搅拌反应器应用广泛，在化工、医药等行业中发挥着十分重要的作用。搅拌桨是机械搅拌反应器的重要部件，传统搅拌桨多以刚性材料制成，如碳钢、结构钢等，这种刚性桨在对流体做功时，存在剪切力较大、能量传递效率较低等问题。本课题以搅拌桨叶材质为出发点，借鉴仿生学，在传统六直叶圆盘涡轮搅拌桨(Rushton)的基础上，采用柔性桨叶替代刚性桨叶的方式，获得柔性叶片Rushton搅拌桨。通过CFD数值模拟和实验测试，对比分析两种桨的功耗、桨叶应力及变形、流场特性等，对柔性叶片Rushton搅拌桨的工作特性进行了研究。　　首先对搅拌反应器的结构形式进行了确定，选用实验室尺度的搅拌容器，按照设计手册的比例关系，确定搅拌桨的结构尺寸。柔性材料的选择是后续研究工作能顺利开展的关键，通过分析刚性桨材料的弹性模量，选取了四种不同的材料作为桨叶。通过流固耦合分析，发现橡胶材质的桨叶能产生合适的桨叶变形、适应性较好，故确定橡胶作为柔性桨叶。　　通过数值模拟和实验测试，对两种桨的功耗和桨叶应力及变形进行了分析研究。结果表明，当Re≤100时，即层流区和过渡区的起始阶段，柔性桨的功率准数大于刚性桨，柔性桨功耗较大;当Re＞100时，即过渡区阶段，柔性桨的功率准数小于刚性桨，柔性桨功耗较小，最小处功耗降低了17.2％;当Re≥10000时，两种桨的功率准数不再随雷诺数增加而改变。　　采用CFD双向流固耦合技术和PIV流场测试技术，对两种桨在低黏度介质水、高黏度介质甘油中工作所获得的稳态流场特性（速度场、湍动能及湍流耗散率、尾涡等）进行了研究。结果表明，在低黏度搅拌介质，柔性桨的流场最大速度降低了8.94％，但桨叶远端的轴向速度和径向速度有所提升，在高黏度搅拌介质，柔性桨的流场最大速度提升了5.4％，对搅拌槽整体速度都有提升。在湍动能及湍流耗散率方面，柔性桨在低黏度流体中湍动能较小且耗散率较小，而在高黏度流体中湍动能较大，相比于刚性桨提高了26.7％，但柔性桨在桨叶附近的湍流耗散率较大。柔性桨产生的涡量较小，并且其在低黏度介质中结构更加明显。