随着计算流体动力学(CFD)技术的发展，离心泵的CFD研究与工程设计紧密结合，使用数值模拟研究离心泵内部流动并利用模拟结果指导泵的设计，已经成为重要的研究方法与方向。本文采用数值模拟的方法研究了一台离心泵叶轮内的三维流场，对流动现象和特点进行分析，并与公开的实验结果比较，分析该离心泵叶轮内输送幂律流体和失速两种工况下的流场特性。主要研究工作如下:　　1.在对国内外离心泵内部流场数值模拟研究进展进行综述的基础上，对离心泵内部流动现象进行了较全面深入的分析，并针对离心泵内部的三维粘性湍流流动的计算模型和计算方法进行介绍。　　2.对离心泵叶轮内的定常流动进行数值模拟研究。分别采用标准k-ε模型、Realizablek-ε模型、RNGk-ε模型和RSM等四种湍流模型，并结合应用SIMPLEC算法对不可压缩流动压力场进行求解，实现了叶轮内部流场三维粘性湍流的数值模拟。计算结果与文献中实验测试结果进行对比分析，验证了所建数学模型的准确性。通过对不同流量工况下的叶轮内部流动速度、压力和湍动能分布比较分析，发现在四种湍流模型下计算得到的扬程曲线与实验结果趋势基本一致，表明了模拟方法的可行性。四种湍流模型中，RSM和Realizablek-ε两种模型在流量较小时误差较小;但当流量Q＞0.8Qd时，则标准k-ε模型结果的误差最小;在网格和收敛指标完全相同的情况下，四个模型中RSM的收敛时间远远多于其他三种湍流模型，计算效率最低。同时，在两方程湍流模型中，标准k-ε模型的计算效率最高，且能准确地揭示流场的基本特征，适于工程计算时采用。　　3.离心泵在小流量工况下运行时，因偏离设计点，叶轮中容易出现失速现象。本文针对失速条件下离心泵中的流动特点，采用稳态标准k-ε模型对离心泵叶轮内部流动进行了计算，提出了适合离心泵失速的计算模型。计算结果与试验结果基本一致。本文发现采用双流道模型可以初步得出失速的基本流场信息，计算所得叶轮内的流动细节与实际吻合良好。　　4.通过对离心泵叶轮内水和幂律非牛顿流体（CMC溶液）的流动进行数值模拟，得到两种流动介质在叶轮中的速度和压力分布。计算结果表明，当流动介质为幂律非牛顿流体时，离心泵内部压力、速度分布规律与清水介质得到的规律基本一致。通过对总压力系数进行分析，发现幂律流体的△Cp小于清水介质的△Cp值。表明与输送清水工况相比，在输送幂律非牛顿流体时叶轮做功能力有所提高。传统的损失机理研究方法无法得知流道内局部损失的具体来源和增加过程，耗散函数可直观地体现离心泵叶轮损失来源，是研究离心泵叶轮损失机理的重要参数。对扬程损失而言，随着流量的增大，幂律浓度大的流体介质的摩擦损失更高，使其扬程在全流量域内都比粘度小的介质和水的扬程低;通过研究离心泵叶轮内的耗散函数和总扬程损失，可以看出输送幂律非牛顿流体的损失比输送牛顿流体大的多，并且这也是泵扬程降低的原因之一。此外，通过研究湍动能和涡量云图结果，同样表明采用离心泵叶轮输送幂律非牛顿流体的流动损失高于输送牛顿流体清水。