本文是在国家科技支撑计划项目“百万千瓦级核电离心泵关键技术研究”(编号:2011BAF14B04)和国家自然科学基金“带分流叶片离心泵流固耦合诱导振动特性研究”(编号:51009072)以及江苏省自然科学基金“基于流固耦合的低比转数离心泵非稳定流动特性研究”(编号:BK2010347)的资助下开展工作。　　 低比转数离心泵是应用极其广泛的通用机械，具有流量小、扬程高等特点。为了进一步提高低比转数离心泵的水力性能，改善其内部流场分布，人们常采用分流叶片设计法。前期研究表明，分流叶片的添置确实能提高离心泵的水力性能。在此基础上，本文对带分流叶片离心泵的非定常流动及结构动力特性进行了数值研究，主要研究内容和成果有:　　 (1)介绍了带分流叶片离心泵和离心泵非定常流动及流固耦合的国内外研究现状及应用情况，阐述了开展带分流叶片离心泵非定常流动及结构动力特性研究的必要性及思路。　　 (2)基于ANSYSCFX软件，采用SSTk-ω湍流模型分别对五个带分流叶片的离心泵叶轮方案进行了全流场非定常数值模拟，首次分析了有/无分流叶片以及不同分流叶片设计对泵内压力脉动特性的影响规律。结果表明:添置分流叶片后，扬程提高了2％～12％，最高效率提高了15％，但不同分流叶片设计方案的扬程绝对值差异不大，且影响趋势一致;分流叶片有利于减小叶轮-蜗壳交界面处的压力脉动，但不同分流叶片设计对非定常流动特性的影响不同，当分流叶片进口直径为106mm且向长叶片背面偏置5°时，压力脉动最小。　　 (3)通过非定常数值模拟获得了作用在五个不同方案叶轮上的径向力特性，并对其进行比较分析。结果表明:分流叶片有利于改善径向力的脉动情况。小流量及设计工况下，作用在叶轮上的径向力及其脉动幅值随着分流叶片进口直径的增大而增大;大流量工况下，当分流叶片进口直径为106mm时作用在叶轮上的径向力脉动幅值最小。此外，带偏置分流叶片设计方案的径向力脉动幅值小于带不偏置分流叶片设计方案。　　 (4)基于上述研究所得分流叶片设计参数的取值原则，以低比转数高温熔盐泵为研究对象，设计了两个叶轮方案。通过全流场定常数值模拟对比分析了不同工作温度和不同工况下各个方案的外特性曲线及内流场特性，结果表明:分流叶片的添置能够有效减少叶轮流道内二次回流和漩涡的发生，有效提高熔盐泵的扬程和效率。此外，随着工作温度的升高，介质粘度减小，叶轮流道内的压力分布和流线分布更为均匀，且扬程和效率也有所提高，同时，小流量工况下作用在叶轮上的径向力减小。　　 (5)采用ANSYSCFX和Workbench软件，首次对不同工作温度不同工况下带分流叶片和不带分流叶片低比转数高温熔盐泵转子分别进行基于单向流固耦合的静态结构动力特性分析和基于双向流固耦合的瞬态流动及结构动力特性分析。结果表明:添置分流叶片后，转子的等效应力明显减小，且最大应力点从叶片出口处转移至叶片进口和轮毂的结合处。带分流叶片转子的各阶频率和最大变形量均明显小于不带分流叶片转子，且二者的各阶振型也有较为明显的不同。分流叶片的添置减轻了叶轮变形对流场内压力脉动及径向力的影响，且带分流叶片转子的变形量变化梯度、等效应力变化梯度、最大变形量及最大应力值均小于不带分流叶片转子。