大型潜水轴流泵具有振动小、噪音低、安装检修方便、快捷以及简化泵站结构等优点。作为替代传统长轴泵的新一代产品被广泛地应用于城市排水、农田灌溉、调水工程等各领域。随着潜水轴流泵不断向大型化发展，近年来为了减小电机直径，优化井筒内部流态，带行星齿轮减速装置的大型潜水轴流泵得到了研发。然而，许多问题也在潜水电泵不断大型化的过程中随之而来:一方面，系统质量与其固有频率负相关，潜水轴流泵的大型化导致结构质量增大，进而使系统固有频率降低，使外部激励频率更易于与系统固有频率接近，从而导致系统因剧烈振动而发生失效;另一方面，潜水轴流泵内部流动是非定常的，非定常流动会引发流体的压力脉动，而压力脉动所诱导的水力激振力正是使结构振动以及长时间处在交变载荷作用下而发生疲劳失效的主要原因。振动不仅造成机组机构破坏，减少使用寿命，而且大大降低了机组的运行效率，对国民经济造成了巨大损失。由此对大型潜水轴流泵进行基于流固耦合的系统结构动力特性研究，从而为结构的优化设计提供参考是十分必要的。　　本文在江苏省科技成果转化专项资金项目(BA2011126)、国家科技支撑计划资助项目(2011BAF14B01)等资助下，以江苏亚太泵阀集团有限公司生产的1600QZ55-1100型潜水轴流泵为模型进行了相关的研究，研究的主要内容及取得的成果如下:　　采用三维造型软件UG建立结构域（叶轮、倒流冒、导叶、泵轴及键）以及流体域（进口段、叶轮段、导叶段及出口段）三维模型;通过专业的网格划分工具ICEM CFD，对流体域进行高质量的六面体结构化网格划分，而对已结构域，采用WORKBENCH自带的网格划分工具进行自适应四面体非结构化网格划分;选取标准k-ε湍流模型对流体域网格模型进行定常的多工况数值模拟，并与实验作对比，然后在此模型下进行网格无关性验证。对潜水轴流泵井筒内部压力分布进行了简要的分析，并发现叶片所承受的轴向力与扬程呈现正相关关系。　　基于单向流固耦合技术对潜水轴流泵内流场和其转子部件进行了单向流固耦合计算，对结构域关键部件进行变形分析及强度分析。计算结果显示最大变形出现在叶轮进口轮缘处，其中以圆周方向的变形为主，轴向变形次之，径向变形最小，叶轮不会由于变形过大而与井筒产生干涉的事故;整个转子部件中第一主应力的最大值出现在键与泵轴接触处，而叶轮靠近进口轮毂处出现明显高应力区，工作面受到的应力明显高于背面;利用第一强度理论对整个转子部件进行小流量工况下的强度校核，整个转子部件不会发生由于强度不足而失效的事故。　　对潜水轴流泵整个转子部件进行了详细的模态分析，采用WORKBENCH计算转子部件在真空中的模态分布;基于CFX与WORKBENCH的单向耦合技术，分析转子部件在承受流场反作用力、重力及离心力等预应力载荷情况下在真空中的模态分布;通过将APDL命令流与WORKBENCH耦合的方法，计算结构在承受预应力情况下在水中的模态分布（即湿模态）。对比分析发现，在各种预应力作用下，结构发生了明显的应力刚化现象，即结构在各个方向的刚度都略有增加，而刚度与固有频率呈正相关关系，从而结构在各个方向的固有频率得到相应增大;而水介质的阻尼起到了明显降低结构固有频率以及振幅的作用。　　基于双向流固耦合技术，对潜水轴流泵包括导叶及叶轮在内的过流部件进行双向流固耦合计算，对外特性结果进行时均化处理，对比耦合前后的潜水轴流泵内外特性结果。研究结果表明，耦合后潜水轴流泵扬程及效率相比于耦合前都呈现小幅度的减小趋势，一般在1％左右。流固耦合作用能够影响流场内部压力脉动分布，耦合前后叶轮进口处各个监测点的压力脉动变化趋势不变，其主频与叶频相等，但是耦合后，各参与频率对应的振幅相比于耦合前会略微提高，越是靠近叶轮进口轮缘（最大变形位置）的监测点，其振幅的提高值幅值越大，而距离此位置越远，提高值越小。