多级离心泵广泛应用于工业、民用、建筑给排水、暖通、制冷、排污、消防以及化工、制药等领域,其内部流动特征直接影响多级离心泵的工作性能。由于传统的多级离心本设计方法多借助于经验及理论计算,其实际工作性能往往无法满足生产制造的要求。因此预测多级离心泵的工作性能,并在预测的基础上提出优化方案,以满足生产制造的要求至关重要。随着计算机技术的发展,计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)技术也随之兴起,它的出现为多级离心泵的性能预测提供了可行性。本文以一款多级离心泵为研究对象,通过三维建模、网格划分,利用商用CFD软件Fluent,研究设计工况和非设计工况下该多级离心泵复杂的三维湍流流场,分析各级泵的内流场压力和速度分布。并预测多级离心泵在各个工况下的扬程、效率,通过与实验值的对比分析,确定预测值的准确性。在此基础上,分析各结构参数(叶片数、叶片出口安放角、叶轮出口直径和进口直径)对多级离心泵性能和叶轮内部的流动规律的影响。并利用遗传算法,通过构造目标函数,优化结构参数,得到满足要求的参数值。结合Fluent模拟计算该结构参数下的多级离心泵性能,进一步探讨其流动状况。本文的研究为多级离心泵的设计、性能预测、结构优化提供了理论基础。