离心水泵是发动机冷却系统的重要部件,其性能优劣对于发动机的动力性和燃油经济性有重要影响。但是,由于发动机舱内空间布置有限,使得离心泵的结构尺寸和体积受到制约,这将对离心泵的内部流动特性及外特性产生一定影响。因此,如何在有限的空间布置内提高离心泵的性能特性是如今旋转机械工程领域研究的热点问题。本文以某企业摩托车用发动机冷却系统离心泵为研究对象,在不改变离心泵外部结构的前提下对离心泵的性能进行优化。以离心泵的扬程和效率作为优化目标,利用RSM近似模型和多岛遗传算法相结合的方法对离心泵性能进行多目标优化,主要内容及结论如下:1.采用多面体网格对离心泵进行网格划分,对离心泵进行CFD数值模拟,并将试验结果与数值模拟结果进行对比,验证离心泵数值模型的准确性。对比结果表明,试验与数值模拟结果总体误差低于5%,说明离心泵数值模型具有较高精度,该模型可用于后续研究。2.以离心泵的扬程和效率作为优化目标,选取离心泵7个主要的叶轮结构参数作为初始优化变量。采用Plackett-Burman试验设计方法筛选出对优化目标具有显著影响的优化变量,即叶片数、叶轮出口宽度、叶轮出口直径,并建立多目标优化数学模型。3.采用最优拉丁超立方试验设计方法生成共计31个样本点,并对31个样本点进行CFD数值模拟。根据数值模拟结果建立三阶多项式响应面模型,采用多岛遗传算法在变量空间内进行迭代寻优。将最优解的参数组进行数值模拟,数值模拟结果与优化算法预测结果的误差在2%以内,表明了优化结果的准确性。设计工况下,优化后离心泵扬程和效率分别提升了16.22145%、8.3623%,优化效果理想。4.选取不同流量工况,对优化前后离心泵模型进行数值模拟,对比分析优化前后离心泵外特性及不同流量工况的内部流动特性。对比结果显示,优化后,离心泵在各工况下的扬程和效率均优于优化前离心泵,同时,优化后,原离心泵的驼峰现象得以消除。离心泵内部流动分析中,优化后离心泵内部压力、流速、湍动能分布总体上优于优化前离心泵模型。本文优化方法的优化效果理想,使离心泵的性能得到了较大提升。其最优参数组合对于该摩托车冷却系统离心泵的试制和批量化生产具有指导意义。同时,本文结合RSM响应面近似模型及多岛遗传算法的多目标优化方法为离心泵的优化设计提供了参考。