离心泵是核电站整体装置的一部分,作为能源消耗的动力机械,其工作性能、效率将直接影响到核电站的工作效率。本文将流体机械与力学学科有机的结合在一起,通过模型泵的实验,对离心泵叶轮内部流场的数值计算与分析,为离心泵优化设计提供准确的基础,再利用力学中的有限元模型对优化叶轮的分析与验证,设计出水力性能优异的叶轮。首先根据所设计叶轮的二维平面图,运用pro/engineer软件画出叶轮的初始模型。然后对其自行研发的离心泵进行在不同工况下测定稳定工况点的性能试验情况。通过试验数据的分析、计算,绘出泵的性能曲线和装置特性曲线,从而确定水泵的稳定工况点。其次在上述建立好的叶轮模型的基础上,设计出以泵的能量损失(机械损失、容积损失和水力损失)最小为目标函数,以叶轮叶片出口宽度、叶片进口安放角和出口安放角为设计变量的模型泵叶轮工作曲面的优化模型及优化计算方法。通过优化计算,获得了新的满足一定扬程和流量的最优设计参数组合。最后,分别对初始模型和优化模型建立有限元模型,然后通过ANSYS对原始模型和优化模型进行静力分析,得出两组模型在有无水压的情况下的位移云图和应力云图,通过数据的分析和比较,表明文中提供的模型是可靠的。本文的研究方法将对复杂的旋转机械设计有积极的指导作用。