离心泵普遍应用于工农业中的多个领域,主要输送各类流体,而离心泵在长期的运行过程中,可能会遇到离心泵偏工况运行,或者叶片参数的细微改变都会对离心泵的使用寿命造成一定的影响,而目前在长期生产实践中发现对离心泵叶轮叶片进出口处按照某一形状进行修挫,通过小幅度改变原模型泵叶轮的叶片外径、进口宽度和叶片出口安放角等主要几何参数来优化设计。而改变叶片前缘几何形状在固液两相流条件下的研究相对较少。故本文根据切割理论,对离心泵的叶片前缘进行了四种不同方式的切割,确定四种方案的叶片前缘形状分别为钝形、三角形、椭圆形和半圆形（文中分别为BSB、BST、BSE、BSS）,并分别在清水条件和固液两相流条件下进行数值模拟计算,然后重点分析叶片几何形状对高比转速离心泵固液两相流的影响研究,为后续叶片形状参数改变对离心泵等流体机械固液两相流的研究影响提供参考价值。本论文基于离心泵设计理论和CFD流体数值模拟计算,对叶片几何形状的确定。建立离心泵模型,利用ANSYS CFX流体计算分析软件分别进行清水条件下定常计算以及固液两相流条件下定常和非定常的数值模拟计算。通过对不同叶片几何形状方案的高比转速离心泵在清水以及不同颗粒浓度下的扬程和效率等外特性进行分析,确定了一种颗粒浓度,在该浓度下先进行定常结果分析,例如压力云图分布、速度云图分布、流线图以及固相体积分数在离心泵内部的具体分布情况。依据此浓度进行了五个流量工况的非定常计算并在泵内部设置了监测点,通过监测点数据分析了离心泵叶轮和蜗壳处的压力脉动分布、径向力分布、瞬态轴向力变化、瞬态湍动能、瞬态压力变化以及分布情况。得到的主要结果如下:（1）清水条件下,从小流量工况到设计流量工况,BSE方案的效率远高于其他三种方案效率,而从略大于设计工况到大流量工况,BSE方案的效率小于其他三种方案效率,并且差距随着流量增大而逐渐增大,离心泵的效率最优模型方案由清水条件时的BST方案到固液两相流条件下的BSS方案的变化。（2）BSE方案在清水和固液两相流两种条件下的扬程在四种模型方案中最小;固液两相流下高比转速离心泵的扬程随着叶片前缘几何形状的变化比清水条件明显。（3）固液两相流条件下,小流量工况时,低速区域分布在叶片前缘处,BSB、BST、BSS方案在离心泵内部速度分布基本相同,速度差值范围随着流量的增大而增大,低浓度区域范围更广;设计工况时,四个模型方案压力分布差异性较小;而在大流量工况时,BSS方案流线分布、压力分布较为均匀,BSE方案高浓度区域范围最大,在隔舌附近低浓度区域范围最大。（4）固液两相流下,离心泵内部在小流量工况下,叶片前缘形状的曲率越小,蜗壳内的压力脉动值和振动范围均越小;在设计流量工况时,BSS方案能一定程度上改善离心泵内部流动的情况,降低离心泵的振动和噪声;而在大流量工况时,BSE方案整体压力脉动在流道内均小于其他方案,BSS和BSB方案的脉动数量相对较少,叶片前缘形状的改变对内流动的整体影响不大。（5）随着流量的增大,径向力值和波动范围均逐渐增大,各方案之间叶片上的径向力值和波动范围差距逐渐减小,固体颗粒在叶片上的分布量减少,减小叶片前缘的曲率可以减小叶轮叶片的径向力,利于液体在流道内的流动,在大流量工况时,改变叶片形状对径向力影响不大。随着流量的增大各方案的轴向力逐渐增大,但变化不明显,在1.4Q0工况下,轴向力随着时间推移波动最剧烈,BSE方案与其余方案的轴向力差距随流量的增加而增大,在0.8Q0工况下各方案的轴向力比较稳定。（6）固液两相流下,不同方案的湍动能均集中分布在叶轮吸力面及叶片尾缘出口处,同时蜗壳出口处分布有大范围的湍动能,在同一周期内随着时间推移湍动能逐渐减小;适当的改变叶片几何形状其内部湍动能的大小和分布都会有一定变化,其中BSS方案湍动能分布在设计流量工况下的分布相对较优;所有方案模型中的不同时刻的瞬态压力分布及变化基本相同,叶轮流道内部从进口到出口呈阶梯式分布,且逐渐增大,蜗壳内压力随着时间的推移呈先减小后增大趋势,在t=0时刻蜗壳壁面压力值最大,t=Δt时刻整体压力值最小。