离心泵一般由吸入室、叶轮、压水室等过流部件组成，工作液体通过吸入室进入叶轮，而后离开叶轮进入压水室，最后经扩散段出口排出，泵的扬程主要由液体经过叶轮的高速旋转的离心力做功产生的。离心泵的运用非常广泛，我国的离心泵运行效率和国外的平均水平相比低5％～8％，节能潜力巨大，因此提高离心泵的性能和效率，对全国的节能降耗以及建立节能型社会具有深远的意义。　　本文简述了离心泵的发展历程以及国内外现状和发展趋势，并对离心泵的主要设计方法、数值模拟方法和优化方法进行了分析和研究。现代离心泵的设计，不仅要考虑到提高效率以及减小损失，还需要考虑到设计制造的成本和周期等各方面因素，因此需要借助于计算机辅助设计和计算机辅助制造等手段，从计算流体力学和流动控制方程等方面去分析离心泵的水力学特性，才能更好的研制出性能优秀的高效率离心泵。　　根据离心泵的特点对叶轮和压水室进行水力设计，然后运用三维建模软件对离心泵的流道进行三维实体建模，再采用网格生成软件对离心泵的流道进行网格划分，最后使用数值模拟计算软件设置边界条件对离心泵全流道进行数值模拟。根据数值模拟计算结果对各工况下叶轮和压水室内部流场的压力和速度分布规律以及外特性曲线进行分析，结果表明对于离心泵而言，叶轮是决定整泵水力性能优劣的关键性部件，因此需要针对叶轮进行优化研究。　　利用正交试验设计法，建立起4因素3水平的正交试验表，对9种设计试验方案分别进行数值模拟计算，从计算结果绘制出的正交分析表中可知:影响叶轮水力性能的主次因素从大到小顺序依次为叶片数、包角、叶片进口冲角以及叶片出口角。本文针对最优叶轮水力模型对其进行建模和数值计算，分析其在不同工况下叶轮和叶片流道内的压力和速度分布规律。　　在通过正交试验法得出的影响叶轮水力效率的因素中，选取对其影响较大的两个因素进行深入研究，在保持其他参数不变的前提下，分别改变叶片数和包角重新绘制模型并进行数值计算，通过计算得到的性能曲线和内部流场分布规律进一步分析两者对离心泵性能的影响，同时验证正交试验的准确性和可行性。　　在试验台上测试模型泵的外特性，试验结果表明:在额定及小流量工况下数值模拟计算的结果和试验值基本吻合，离心泵扬程和效率误差较小。在大流量工况下，扬程和效率的误差较大，但试验性能曲线和数值计算性能曲线的走势一致，分析其原因可能和制造加工、装配误差等各方面因素有关。在设计流量下，测试泵的效率为91.1％，扬程为40.3m，与数值模拟计算结果相差不大，属于高效离心泵模型。