高速离心泵因具有单级扬程高、结构紧凑、可靠性好、维护方便等优点,被广泛应用于航空航天领域和石油、化工等领域中。高速泵中复杂的结构导致泵内部流动非常复杂,泵内流体压力脉动过大极易造成整个高速轴系的不稳定。因此研究高速泵内部压力脉动对提高这类离心泵运行稳定性有重要意义。本课题以高速泵为研究对象,采用试验和数值模拟相结合的方法研究高速泵过流部分全流场非稳定流动特性。通过定常和非定常数值计算获得高速泵全流道的外特性和流动特征;制定合理的试验方案以得到过流部分的压力脉动特性,获得诱导轮、叶轮和扩压器内部压力脉动频率等特征参数,为工程设计提供参考。由定常和非定常计算得到的高速泵性能曲线与试验曲线趋势一致,定常计算设计工况下预测扬程的相对误差为4.66%,在偏离设计工况时相对误差在5.7%以内;非定常计算的扬程预测值与试验值非常接近,设计工况下相对误差仅为0.2%,各个工况的最大相对误差为1.9%,说明非定常计算的准确性更好。诱导轮轮毂区域存在一个回流区,且回流区的范围随着流量的增加而逐渐减小。叶轮内的流动特性与叶片相当于扩压器隔舌的位置有关,各个流道的差别很大。叶轮与扩压器之间的动静干涉作用对叶轮内不稳定流动影响较大,且不稳定流动主要集中在处于扩压器基圆圆弧段所对应的叶轮流道内。试验结果表示诱导轮外套上靠近入口的压力脉动系数峰峰值最大,其次为出口区域,中间部分最小,与数值计算所得到的诱导轮流场入口和出口区域存在不稳定回流现象相吻合;叶轮前间隙不同测点所测得的压力脉动频率成份均有3fr、7fr、14fr和21fr,主频并不相同,与测点相对于扩压器隔舌的位置不同有关。对比扩压器内测点压力脉动特性的数值结果与试验结果,时域波形大致吻合,变化趋势一致,主频一致;扩压器内位于螺旋线部分的监测点主频为3fr,与诱导论叶片通过频率一致;隔舌对应截面和扩散段部分的主频为7fr,与叶轮长叶片的通过频率吻合;随着水流向下游流动,扩散段监测点的压力脉动程度逐渐减小;扩压器内测点的压力脉动峰峰值试验结果和计算结果的相对误差均在17%-29%之间,表明该数学模型可以比较准确的预测高速泵内部的压力脉动特性,可以为工程提供设计依据。