本文在国家杰出青年科学基金项目“离心泵基础理论和节能关键技术研究”(编号：50825902)的资助下展开工作。离心泵复杂的内部流动与泵部件结构之间存在着相互的作用，即水力激励作用在结构上会改变结构的动力学特性，并使结构发生变形，这反过来会影响泵内部流场的分布。本文首次针对普通离心泵的内部流场和振动结构建立了同步交替联合求解的流固耦合计算，发现了流固耦合作用下泵内部流场的变化规律以及叶轮转子结构的瞬态动力特性。同时，对离心泵结构的模态以及叶轮转子在径向力载荷下的频率响应进行了研究。主要研究内容及创新点有：　　 1.本文探讨了离心泵流动诱导振动的水力激励，主要包括动-静部件干涉引起的流体力；旋转失速引起的水力激励；汽蚀现象引起的水力激励；进、出口回流引起的水力激励以及几种其他的机理产生的水力激励。阐述了离心泵流固耦合问题的求解方法，并探讨了流固耦合问题中的ALE方法及其坐标变换过程。　　 2.采用SSTk-ω湍流模型进行了不同工况下离心泵内部三维湍流场的数值模拟，对泵内部流场非对称性进行了分析。结果表明，在设计工况下，叶轮各流道内的流速分布相似，而偏离设计工况时，叶轮各流道内的流速分布不同，0.5Q工况下较明显；在设计流量和大流量工况下各流道流量份额较接近，小流量工况下各流道内流量份额差别明显，0.5Q工况下差别最大。给出了各工况下作用在叶轮上径向力的大小和角度的分布规律：在设计工况下径向力最小，而偏离设计点流量越大，径向力也越大；大流量工况下径向力指向隔舌附近，小流量工况下径向力矢量在第三象限，设计工况下径向力矢量出现在第四象限。　　 3.首次针对普通离心泵的内部流场和叶轮转子振动结构建立了同步交替求解的流固耦合计算。通过将流固耦合前后的流场结果进行对比分析发现：叶轮出口处压力随着与隔舌相对位置不同呈四个周期的波动，不同工况下流固耦合计算前后波峰压力值变化不同；蜗壳流道第10断面处流固耦合前后静压分布发生变化，0.5Q工况下变化最明显；流固耦合计算前后流线发生变化，其中0.5Q工况下变化最明显；大流量和设计流量工况下，考虑流固耦合计算前后所得的径向力峰值的变化趋势相同，流固耦合计算所得径向力峰值略小于没有考虑流固耦合的计算值，小流量工况下，流固耦合计算所得径向力峰值大于非流固耦合的计算值；流固耦合计算前后径向力角度在大流量工况下变化不明显，在设计流量和小流量工况下变化相对较明显。通过对所得的叶轮转子变形和应力特性进行对比分析可知：在非设计工况下运行时，结构变形量相对较大，且以轴心呈非对称分布；叶轮转子径向偏心量大小呈明显的四周期分布，设计工况下，波动相对较小，非设计流量下波动明显；不同工况下离心泵叶轮转子的等效应力和剪切应力随时间的波动明显，但应力值较小。　　 4.对蜗壳和叶轮结构在空气中的自振特性进行了分析，且在考虑泵内部流场对叶片作用的情况下，对叶轮结构在水中的模态进行了分析，研究了流体压力载荷对叶轮转子自振特性的影响。由分析可知：叶轮转子在水中的各阶振型与在空气中对应阶次的振型相似，但水中的固有频率小于空气中的值。最后，在只考虑径向力的作用下，对叶轮转子进行了频率响应分析，将不同工况下径向力的频域函数作为载荷施加，计算出结构受到激励时的振动位移、加速度和应力等要素，分析了叶轮转子动力学响应特性，由分析可知：各工况下的加速度、位移和应力频谱图皆在200Hz和800HZ处出现了明显的峰值；在设计流量工况下叶轮结构振动的位移、加速度以及应力幅值最小，非设计工况下较大。