推进泵常工作在非均匀的来流环境中,如船尾伴流、附体尾流、弯管入流等,旋转叶片空化本身存在不稳定性,与非均匀来流共同作用会引起剧烈的载荷脉动与激振力,严重影响泵的稳定运行。本文基于试验、数值模拟与谱特征提取方法研究了某前置导叶推进泵叶轮空化动态特性、空化激振力特性,实现了线谱、宽带与瞬态激励源特征的定位,揭示了空化激振力机理。在此基础上,采用了障碍物与仿生凸结两类被动控制方法对叶片空化进行了稳定性控制。本文主要工作概述如下:（1）开展了对某前置导叶推进泵空化动态特性、载荷脉动激励源与激振力机理的研究。研究发现,受前置导叶尾流影响,叶片空化随着与导叶相对位置的不同而呈现出周期性振荡,由来流冲角的非均匀和周期性分布引起。基于m POD和MRDMD谱特征提取方法对叶片空化载荷脉动的研究发现,叶片前缘空化动态发展对激振力有主要贡献,线谱由确定性的导叶通过频率干扰引起,宽带由空化诱发的随机性载荷脉动引起,空化发展的空间不均匀性会引起载荷脉动瞬态特性。（2）在明确原型泵空化动态特性与激振力机制的基础上,设计了条带状障碍物附着于叶片吸力面进行空化控制,研究了障碍物叶片空化动态特性、空化控制机理、激励源特性与激振力稳定性。结果表明,在不同的空化发展阶段,叶片前缘均无空化产生,而障碍物自身会诱发较为湍动的剪切空化,控制机理为障碍物诱发的上游高压和流体减速。基于谱特征提取方法对障碍物叶片载荷脉动的分析发现,空化载荷脉动主要集中在障碍物空化尾迹区域,并会诱发宽带与瞬态的激励源。通过比较原型与障碍物叶轮激振力分频段能量特性,发现障碍物叶片能够有效降低导叶通过频率对应的空化激振力。（3）采用仿生凸结对推进泵空化进行稳定性控制,研究了仿生凸结叶片空化动态特性、空化控制机理、激励源特性与激振力稳定性。结果表明,在与原型泵同等的空化发展阶段,仿生叶轮空化稳定附着于凸结波谷内,不随导叶尾流振荡。控制机理是凸结改变了前缘压力分布,使空化稳定附着于叶片凸结波谷内。依赖于谱特征提取方法对仿生叶轮引起的载荷脉动的研究发现,激励源主要集中在叶片前缘凸结和中部空化发展区域。基于分频段的能量分析发现,仿生叶轮与原型叶轮空化激振力相当,对激振力的抑制有待进一步研究。本研究揭示了非均匀来流激励与旋转调制下推进泵空化动态特性与激振力机制。对泵空化控制的研究明确了障碍物与仿生凸结在提升泵空化稳定性方面的优势,对水力机械空化控制有一定的指导意义。