离心泵内部流场的研究现状在离心泵的整个研究过程中，由于离心泵内部流体流动十分复杂，到目前为止尚未完全掌握离心泵内的流动规律，这就使得离心泵技术目前仍然是个半经验半理论的学科。传统的设计方法是基于设计人员丰富的设计经验和一些没有完全成熟的理论，这样设计出来的泵要经过大量的试验，通过试验所得到的数据再反过来修改泵的结构和尺寸。使得离心泵的设计不但耗费大量的人力、物力，且设计周期较长，不利于新产品的开发[3]。50225

为了提高效率，设计出更优化的离心泵模型，研究人员对离心泵内部流场做了大量的研究工作，积累了许多很有价值的资料和数据，这些研究工作包括三个方面：理论分析、试验研究和数值模拟。

    1．理论分析。

    理论研究是最早、最基本的研究方法，它能深刻的认识离心泵内部流场的本质规律，进而指导产品的设计，同时它也是试验研究和数值分析的基础。欧拉在一些假设条件下推出的欧拉方程，成为了叶片设计的理论基础，建立了叶片式水力机械的一元流动理论。后来的二元和三元流动理论则进一步的完善了离心泵的基本理论。1952年我国吴仲华教授提出了Sl和S2流面的概念，在此基础上建立了求解三维流动的普遍理论，从而奠定了叶轮机械流动理论的研究基础。采用Sl，S2两类相对流面迭代求解叶轮机械内部流场的方法已被广泛地应用于叶轮机械的设计和分析计算。目前国内外流体机械叶轮的设计方法绝大多数是以S1．S2理论与流线曲率法为基础发展起来的。

    2．试验研究

    自二十世纪八十年代以来，激光多普勒测速仪(简称LDV)成为探测旋转机械内部流场的有力工具。C．EHamkims和R．D．Flack于1987年应用二维LDV对径向泵叶槽内流动进行了试验研究，测得叶槽内液流径向及周向分速沿叶轮圆周的分布。国内最早是由清华大学焦传国在1998年用PIV对离心泵内两相流进行测量，考察不同密度、粒径、形状和硬度等特征的颗粒在离心泵内的流动特性，探索固液两相流在泵内的流动及其相互作用规律。现在LDV和PIV已经比较广泛的应用于离心泵的流场测试当中。

    3．数值模拟[3]

目前，由计算流体动力学发展而来的CFD方法与传统的理论分析方法、实验测量方法组成研究流体流动问题的一个完整体系。传统的理论分析方法优点在于所得到的结果具有普遍性，各种影响因素清晰可见，是指导实验研究和验证新的数值计算方法的理论基础。但是，它往往要求对计算对象进行抽象和简化，才能得出理论解。特别是对于非线性情况，只有少数流动才能给出解析结果。实验测量方法所得到的实验结果较为可信，它是理论分析和数值计算的基础。但实验往往受到模型尺寸、流场扰动、和测量精度的限制，有时很难通过试验方法得到结果。以计算流体动力学为基础的CFD方法恰好克服了前面两种方法的弱点，在计算机上实现一个特定的计算，就如在计算机上进行了一次物理实验，能够形象的再现流动场景而不受外界环境的干扰。

计算流体动力学(CFD)是通过计算机对流体力学控制方程组及其单值性条件(包括初始条件、边界条件、几何条件、物理条件)进行数值计算求解，并通过计算机图像显示，对包含有流体流动和热传导等相关物理现象的系统进行分析的一门学科。计算流体动力学是门多领域交叉的学科，涉及计算机科学、流体力学、偏微分方程、计算几何、数值分析、计算机图形学等学科。近三十年以来，计算流体动力学已经成为流体力学与应用数学的热门研究内容，并己广泛应用于航空航天、能源、冶金化工、建筑、水利、环境和核能等众多领域。