气液两相流流动形态的瞬态性以及复杂多样性，致使两相流中相含率的准确测量难度增加，测量结果受流型的影响大。利用起旋器的分离作用对流型进行规则化的方法，在一定程度上克服复杂流型对测量结果的影响，为气液两相流相含率的准确测量奠定了基础。为提高测量的准确度，本文采用CFD仿真、理论和实验三种研究手段相结合的方法，对气液两相螺旋环状流的衰减特性进行了研究，提出了螺旋流压降预测模型和螺旋环状流衰减模型，为工程应用提供参考。
　　本文选用叶轮式的起旋器作为螺旋环状流发生装置，以空气和水为介质，基于Fluent仿真软件对螺旋流环状流的仿真方法进行了研究。在起旋器下游，由于气液之间的密度差和离心力的作用，出现与环状流相分布类似的螺旋环状流。以数值模拟的结果为基础，分析了螺旋环状流的速度分布、压力分布、相分布、速度分布和压降等流动参数，使我们对螺旋流的衰减特性和流动机理有一定的认识。
　　在螺旋流流动过程中，流体与管壁以及流体相间的相互摩擦使切向速度逐渐衰减，最终螺旋流形态消失转化为普通的气液两相直流。本文从理论出发，提出了kl和ktp两个参数，来分别表征单相(液相)和两相(气液)中螺旋流衰减对于压降的影响。从数学上推导出了kl的表达式，建立了单相螺旋流的压降预测模型，相对误差在±5%以内。本文基于量纲分析的方法对ktp进行了分析，推导出了ktp的表达式，通过实验数据对ktp的系数进行修正，最后得出了气液两相螺旋环状流的压降预测模型，其相对误差在±15%以内。
　　为了研究螺旋环状流随着流动距离的衰减，本文设计了二维测速传感器。采用电解质注射法，通过捕捉电解质先后经过上下游电极的时间和位置，计算出液膜的轴向速度和切向速度。用测速传感器测量流动方向上4个位置的二维速度，分析轴向速度和切向速度的变化规律。基于螺旋环状流的动量方程，根据已建立的压降计算模型，建立了螺旋流衰减模型，90%的数据点绝对误差在±0.1以内。根据已建立的螺旋环状流衰减模型得出有效长度表达式，体积含液率的增加和气相表观流速的增加都有助于增加气液两相螺旋环状流的有效长度，为工程应用提供理论支持。