本课题属于江苏高校优势学科建设工程资助项目“动力工程及工程热物理”（苏财教[2011]8号）课题研究内容之一。　　 离心泵在高转速、大功率下运行时，转子动力学不稳定性问题比较突出。它不仅会影响到离心泵的性能，还会对泵装置本身强度提出更高的要求。因此，研究离心泵在高转速、大功率下运行时的转子动力学问题非常有必要。本文通过数值模拟和试验，研究了涡动情况下偏心距和涡动频率比对离心泵内外特性的影响。在给定一系列转子动力学参数条件下，采用RNGk-ε湍流模型对包含前后泵腔在内的全流场进行数值模拟;分析了偏心距对离心泵外特性的影响，以及流量和涡动频率比对离心泵内部流场的影响;研究了离心泵内部流体力的分布情况以及流量、偏心距和涡动频率比对离心泵内部流体力的影响。本文主要研究工作与成果如下:　　 1.建立了离心泵几何计算模型，从涡量和静压的角度，研究了流量和涡动频率比对离心泵内部流场的影响。计算分析结果表明，流量和涡动频率比是影响离心泵内部流场的重要因素。　　 2.研究了涡动情况下，流量、偏心距和涡动频率比对离心泵内部流体力的影响。计算分析结果表明，流量、偏心距和涡动频率比均对离心泵内部流体力存在较大影响。其中，离心泵内部流体力的法向分力Fn、切向分力Ft均与涡动频率比ω/Ω近似成二次函数关系，而且这种二次函数关系与偏心距相关。　　 3.分析了2个监测点处涡动频率比和流量对离心泵内部压力脉动的影响。计算分析结果表明，涡动频率比是影响离心泵内部压力脉动的重要因素。正向涡动（ω/Ω＞0）时，叶轮内旋涡较少，水力损失较小，对涡动效果有明显的抑制作用;负向涡动（ω/Ω＜0）时，叶轮内旋涡较多，水力损失较大，对涡动效果有明显的促进作用;在设计工况点及附近区域运行时，离心泵内部振动比较弱;在偏离设计工况点及其附近区域运行时，离心泵内部振动比较剧烈。对于离心泵来说，在设计工况点及其附近区域正向涡动时，泵可以较平稳的运行。　　 4.研究了涡动情况下，离心泵内部流体力的分布和5个监测点处流量和涡动频率比对离心泵内部压力脉动的影响。计算分析结果表明，叶轮内部流体贡献的法向分力Fn和切向分力Ft百分比最高(68.92％～92.09％)，这说明涡动情况下离心泵内部流体力主要来源于叶轮内部流体;从流体角度来看，叶轮内部流体周向压力分布不均是引起转子偏心涡动的重要原因之一。　　 5.进行了涡动情况下的离心泵外特性试验及偏心距的预测。将试验值与给定的一系列偏心距条件下的计算值进行对比，并且分析偏心距对离心泵扬程和效率的影响，通过加权平均标准差对扬程和效率进行误差分析选出最佳方案。试验分析结果表明，计算结果与试验结果吻合较好，能较好地揭示泵内部的流动状态;当偏心距为0.5mm时，扬程和效率的总体变化趋势与试验值一致;从扬程和效率总体角度考虑，离心泵在实际运行时，叶轮的平均偏心距最接近ε=0.5mm的方案。