水下泵喷系统是一种新型的特种动力推进装置,采用泵喷推进的水下推进设备与采用大侧斜螺旋桨推进的水下推进设备相比,具有浅水效应小、附体阻力低和效率高等特点。随着海洋强国战略的布局,高端航体(鱼雷、舰艇等)对于高于1300比转速(喷泵持续工作限制线)的泵喷诉求日益增加,故为了突破国外产品垄断和技术封锁,对高比转速的喷水推进泵进行优异的水力设计研发十分必要和紧迫。本研究针对水下航行体采用了一种高比转速的泵喷系统模型,比转速2300,与传统水下泵喷系统相比提高3倍左右,为满足航体稳定性和其他部件的适配性,需要设置周向对称布置的进水流道将水引入泵喷系统。本文建立了适用于泵喷系统进水流道的全三维多目标优化设计模块,使其满足不同的来流速度、航深等变工况性能。本文在传统圆管式进水流道的基础上进行对比并改进设计出了一种能够高效引流的带有六个周向对称布置分流叶片的新型进水流道。对于高比转速水下泵喷系统而言,整机效率和噪声的高低往往与进水流道是否能高效引流有很大关系,此种新型流道可有效规避传统圆管式进水流道出口不均匀度高、稳定性差的缺点,相同流量下,不均匀度为9.33%,减小了62%。建立了单部件隔离法优化和整机多目标优化设计模块,研究了分流叶片几何参数(包括前缘椭圆比、前缘厚度、长度和前缘后掠角)对进水流道水力性能的影响。其中多目标优化依据定义的几何参数对进水流道进行参数化建模,编写参数化叶片建模程序模块,采用响应面优化方法对进水流道的水力性能进行整机多目标优化,并以出口流动分离程度、涡量、出口不均匀度、流量系数和总压损失系数六个指标来定性和定量评估流道水力性能,分别优选出两种流动性能最佳的进水流道设计方案。对两种模块优选出的流道完成数值模拟,并与初始模型对比,最终筛选出水力性能和水动力性能最佳的进水流道,基于不同的叶轮转速对最佳流道下的泵喷系统进行了变工况性能计算与分析。结果表明,该设计可有效抑制叶片前缘旋涡的产生和流动分离,提高进水流道的综合水力性能和泵喷系统整机效率、扬程,为泵喷系统的进水流道优化设计提供了重要技术支持。