泵作为重要的流体机械,在工农业生产及国民经济的各领域中应用广泛。本文所研究的多级离心泵主要用于城市建筑供水和居民生活用水,不仅要达到优良的水力性能,而且对降噪抑噪也提出了较高的要求。针对多级离心泵水动力噪声问题,本文以四级多级离心泵为研究对象,进行流场计算、模态计算以及内外声场计算,分析了内部流动、压力脉动、模态以及内外声场特性。本文的主要研究内容及取得的成果如下:(1)归纳整理国内外泵噪声的研究现状,确定多级离心泵水动力噪声的研究内容。基于计算流体力学与计算声学,分析研究多级离心泵的水动力噪声。(2)对多级离心泵进行全流场定常计算,外特性试验结果与数值计算结果相吻合,从而证实了数值模拟的正确性和可靠性。分析了多级离心泵内部压力场、湍动能的分布,结果表明首级扬程要高于其它级,叶轮与导叶间的动静干涉区是影响水力性能的重要区域。(3)在定常计算的基础上,对多级离心泵进行非定常计算并分析其压力脉动特性。叶轮流道内的主频是导叶叶频,与导叶叶片数有关,靠近叶轮出口压力脉动幅值大。导叶流道内的主频是叶轮叶频,与叶轮叶片数有关。正导叶流道内的压力脉动幅值要远高于反导叶流道,且靠近正导叶进口幅值最大。在叶轮叶频与导叶叶频最小公倍数的频率点,压力脉动幅值得到加强。(4)采用有限元法,对多级离心泵叶轮及壳体进行模态计算分析,得到固有频率及对应的各阶振型。(5)采用直接边界元法,以叶轮叶片和导叶表面压力脉动力为声源,对多级离心泵进行内声场计算,比较分析不同流量特征频率的声压级分布。设置泵体进出口场点,进行频率响应分析,主频是叶轮叶频或三倍叶轮叶频,两倍叶轮叶频也有较高的峰值。三倍叶轮叶频也是两倍导叶叶频,声压级有一定加强。(6)采用间接边界元法,基于声振耦合对多级离心泵进行外辐射声场计算。在多级离心泵壳体外部设置指向性场点、球面场点以及两个平面场点,对比分析不同流量特征频率的指向性分布和声压级分布。对比分析频率响应曲线,主频是叶轮叶频,次主频是两倍叶轮叶频或三倍叶轮叶频。(7)通过数值模拟分析,找出影响多级离心泵水动力噪声的影响因素,提出改变叶轮结构的方案。通过试验对比,研究了叶轮参数对多级离心泵性能及噪声的影响。在满足水力性能要求的情况下,适当地减小叶轮出口直径或减小叶片直径可以达到降噪的效果,从而为以后降低噪声的优化设计提供了参考。