离心泵是一种应用极为广泛的反击式水力机械,目前已广泛应用于发电、矿山、冶金、钢铁、机械、造纸、建筑、航空航天等领域,在国民经济建设中起着极为重要的作用。近十年来,以计算流体力学为基础的CFD数值模拟技术已经成功的被用来模拟离心泵内部的湍流运动。CFD数值模拟技术不仅是揭示流体机械内部流场特性的有效工具,而且是流体机械产品缩短产品研发周期和提高性能有效手段,目前已成为流体机械CAD辅助设计的一个新的发展方向。本文的主要研究工作包括:1.在查阅大量文献的基础上,综述了计算流体力学的发展历程以及CFD数值模拟技术在离心泵内部流动数值模拟中的应用,并指出了目前存在的不足和发展方向。2.在分析比较离心泵内流场数值模拟的各种湍流模型和计算方法的基础上,提出了适用本文型号离心泵内流场数值模拟的湍流耦合模型及计算方法,通过三维造型软件PROE构造出150S-50双吸离心泵的整机水力模型,运用CFD前处理工具GAMBIT对该三维模型进行了网格划分,并通过CFD商业软件Fluent实现了对该离心泵的整机非定常数值模拟。3.在比较分析离心泵圆盘摩擦损失和容积损失计算方法的基础上,运用不同的修正方案,对数值模拟的计算结果进行修正,得到了离心泵在不同工况下的性能参数。以该泵试验数据为依据,比较了不同修正方法所得到的精度,确定了本文所研究的双吸离心泵的计算结果修正公式。之后,绘制了泵特性曲线,并深入分析了叶轮和蜗壳的内流场。4.通过对离心泵数值模拟计算结果及内流场的分析,提出了泵的优化方案,对泵进行了性能优化,在优化过程中,提出了建立以叶轮水力损失为目标优化函数的方法,构造出了目标优化函数及各约束条件,基于遗传算法,采用matlab进行编程,对目标优化函数进行寻优计算,得到优化后离心泵的各关键参数,然后重新建立三维模型,并通过非定常数值模拟手段对优化结果进行了检验。结果表明,节能的优化目的已经达到,泵的各项性能指标也达到设计要求。