在各种应用场合中,离心泵启动、停机和阀门调节常引起整个系统特性瞬态变化,可能会影响系统性能与可靠性。对于处于瞬态变化过程中的复杂离心泵系统,离心泵、阀门和换热设备等关键部件内部流动特性以及复杂管路系统的动态特性都是需要关注的问题。为了避免全系统三维计算带来的计算资源浪费、纯一维计算带来的关键部件内特性不明确,并且减少关键部件瞬态流动计算过程中确立动态边界的误差,非常有必要研究关键部件三维流动计算与其所在泵系统一维动态特性计算耦合的数值方法,进而在泵系统瞬态特性研究中应用。该方法可在系统瞬态分析过程中兼顾关键部件内部瞬态流动,有助于更准确地分析系统瞬态特性,可在化工泵系统与核泵系统瞬态分析中应用,提高瞬态调节过程的可靠性。本文以离心泵系统为研究对象,研究系统和关键部件的的一维／三维耦合算法及开发软件接口程序。以并联和单支路泵阀系统为实例进行瞬态特性的耦合分析,探索部件与系统相互作用机理、耦合边界数据交互、耦合计算的稳定性、高效耦合迭代方法。论文的主要内容包括以下几个方面：第一,基于Visual Basic平台开发了Flowmaster和Fluent的接口程序及耦合计算平台,实现了基于Flowmaster和Fluent平台的一维和三维耦合计算。第二,通过单支路系统离心泵稳态过程的一维与三维耦合计算初步验证耦合算法的精度,通过阀门关闭过程的瞬态耦合模拟实例验证了一维与三维瞬态分析的有效性,并且探讨了边界条件、计算迭代步数、边界数据加权因子对计算精度和计算效率的影响。第三,以单支路系统为实例,对离心泵启动过程瞬态流动与管路系统特性进行了三维和一维的耦合计算,其结果与离心泵启动过程的瞬态特性试验结果以及全管路系统三维瞬态流动计算结果取得了较好的一致性,并在计算效率表现出较好的效果。第四,以并联泵系统为实例,对启动过程中泵系统与三通结构瞬态流动特性的一维与三维耦合计算,分析泵启动过程对系统与管路部件的相互作用,以及关键结构瞬态流动特性和系统的流量与压力变化。本文研究基于成熟的软件和自主开发的接口程序和计算平台,给出了系统与关键部件的一维与三维耦合数值模拟计算方法,通过实例分析研究了系统与关键部件的耦合特性,验证了耦合计算得有效性,对泵送系统的瞬态特性分析具有理论意义和实际应用价值。