叶轮作为离心泵中唯一一个运转的部件,其在运行过程中的动态特性是造成离心泵振动的主要原因,因此研究流固耦合下的离心泵叶轮的模态特性及离心泵内部流体流动作用下叶轮的动态特性很有必要。本文首先构建了离心泵叶轮以及全流道三维模型,通过试验验证了ANSYS模态分析的准确性,并基于单向流固耦合方法对叶轮进行预应力下模态分析以及湿模态分析,最后通过双向流固耦合的方法对离心泵运行过程中叶轮的力学特性进行研究,本文主要研究内容如下:（1）基于叶轮设计绘型方法,运用三维建模软件建立离心泵叶轮以及全流道模型,通过ANSYS Spaceclaim模块对离心泵模型进行流体域抽取,获得离心泵全流场流体域模型,并对流固耦合分析方法进行简要阐述。（2）对叶轮结构进行网格划分并进行无关性检验,确定最优网格数量进而对叶轮进行ANSYS仿真自由模态分析,获得叶轮前6阶的固有频率分别为5544Hz、5545.2Hz、8174.1Hz、9422Hz、10198Hz、10201Hz,而后通过试验模态分析方法获得叶轮的前6阶的模态参数,并与ANSYS模态分析仿真结果进行对比分析,结果表明叶轮各阶次固有频率误差均在3%以下,验证ANSYS仿真模态分析的准确性。（3）叶轮工作时处于流体介质环境中并受到流体压力与离心力载荷作用,采用单向流固耦合的方法对水体中的叶轮进行湿模态分析及预应力下模态分析,获得叶轮在水体中前6阶固有频率和振型,与空气中叶轮的模态相比水体中叶轮固有频率大幅降低,但振型不变,预应力下叶轮模态基本保持不变。（4）对离心泵叶轮在0.8Q、Q、1.2Q、1.5Q流量工况下进行双向流固耦合数值计算,研究叶轮旋转6周内的力学特性,分析耦合过程中t=0.059s时刻叶轮所受等效应力以及变形情况,并对作用在叶轮上的稳态径向激振力以及叶轮所受到的瞬态径向激振力的变化规律进行分析,而后基于谐响应分析获得了瞬态径向力诱导叶轮振动的特性。研究表明,不同工况下叶轮所受应力与变形随流量的减小而增大,所受径向力大小在旋转一周内出现6次峰值,并在频率为101.67Hz、610Hz处的出现振动峰值。