泵站进出水建筑物是大型高扬程梯级泵站重要的过流结构,其进出水流的内部流态和水力特性对水泵性能有着直接的影响,良好的进出水条件可以确保水泵装置性能高效发挥,降低泵站能源损耗。本文以景电工程和高扬程梯级泵站能耗评估及节能关键技术研究为背景,通过分析影响水泵提水效率的原因,找出泵站能耗的损失机理,再以大型计算流体力学软件(FLUENT)为平台,运用三维紊流模拟技术,对涉及影响泵站能耗的进出水建筑物(前池、进水池、出水池以及相关附属设备)进行全面系统的研究。揭示泵站内部流动特性、水力性能、压力变化等规律,指导泵站设计和更新改造,实现泵站的节能降耗。采用流体力学理论与模拟实验对比相结合的方法,分析了不同形式、不同水情下,前池内部出现的脱流、偏流和环形绕流等不良流态产生的原因,以及前池流态对水泵吸水效率的影响。并在已有设计经验的基础上,对典型的正向前池与侧向前池提出了部分控制参数和整流措施,同时针对特殊的高含沙提水泵站,特推荐了两种有效可行的前池形式。采用RNG k-ε紊流模型对景电工程泵站进水池进行数值模拟研究。从外特性和内特性两方面对进出水建筑物水力性能进行分析,建立了水力损失最小和基于质量加权流速均匀度最大为优化目标的评价函数,通过分析泵站进水池水流流态,对水力性能与流速均匀度进行定量计算,获得了进水池内三维基本流态。同时采用单因素比较的方法系统研究了进水池各参数对水力性能及流态的影响,并确定了各参数的取值范围。通过进水池吸水管内部各断面轴向流速分布规律,确定了水泵名义高度的取值范围。对高扬程梯级泵站出水建筑物进行理论推求与数值模拟,分析了出水池中不良流态产生的原因,研究了出水流态对水力损失的影响,找出了在泵站出水池方面的能耗损失机理,并提出了对出水池、压力水箱和出水塔的设计控制参数和优选方案。