轴流泵广泛应用于国民经济各领域，提高轴流泵的研究和设计水平，对国民经济的发展及节约能源将产生重要的影响。要提高轴流泵效率，扩大其工况范围及提高其可靠性，必须对泵内部流动进行深入的研究。由于轴流泵内部流动的复杂性，目前对轴流泵的实验研究以及数值模拟对比分析较少，不能满足高性能轴流泵设计的需要。因此，有必要通过对轴流泵内部流动数值计算和实验研究，掌握其内部真实流动规律，从而为该形式泵的优化设计及性能改进提供理论依据。本文基于上述考虑，对轴流泵叶轮和导叶水力设计、三维造型、内部流场数值计算和实验测量展开了较广泛的研究。本文的主要研究工作及取得的成果如下：1、简要总结了国内外轴流泵研究现状并进行综合分析，阐述了轴流泵水力设计的基本理论，分别运用升力法和流线法设计模型轴流泵叶轮和导叶；2、通过三维造型软件PRO／E完成了模型轴流泵的三维造型，应用计算流体动力学前处理工具GAMBIT对其内部流动区域进行非结构化网格划分；3、在流场求解的过程中，本文采用基于雷诺时均方程和κ—ε双方程的湍流模型，对N-S方程用有限体积法进行离散，速度求解时采用二阶中心差分，压力与速度耦合求解采用SIMPLEC算法，分三种工况对轴流泵内部流场进行数值模拟；为能与实测结果相比较，通过划分轴面及轴截面的方法，对实验研究中各测点精确定位计算；4、改进现有的实验装置系统，对有导叶和无导叶两种情况下轴流泵外特性进行实验，运用五孔球形探针测量该模型泵叶轮及导叶进出口各空间点的流体流动参数，作出了各相关部位的速度、压力分布曲线；5、分析、处理所获得的实验数据，和数值计算结果相比较，得出叶轮出口流场呈螺旋形向外运动趋势、导叶对叶轮性能影响较小等结论，为以后轴流泵的设计及研究工作提供参考。