双叶片离心泵由于具有较好的输送性能和无堵塞性能,被广泛地应用于污水处理、市政排涝、冶金、矿山和化工等领域。与传统多叶片离心泵相比,双叶片离心叶轮受到的动态载荷更为复杂,内部流动呈现的非定常特性更为明显。这种复杂的工况严重影响双叶片离心泵内部流动结构及其转子的稳定性。为此,探究双叶片离心泵内部流体的脉动特性,以及流体激振力和转子动力耦合作用下泵内转子系的结构动力学特性是本文重点开展的工作。本文运用计算流体动力学和流固耦合方法,研究了五种不同流量（0.4Q、0.6Q、0.8Q、1.0Q、1.2Q）和三种不同转速(2040 r·min^-1、2460 r·min^-1、2900 r·min^-1)工况下离心泵内部的流动特性和压力脉动特性,并分析了复杂载荷下结构的变形和应力特性;同时,通过试验研究对数值模拟的结果进行验证,揭示泵体各位置的振动特性及其激励机制。本文主要研究内容及其结论可归纳如下:（1）以100ZW100-15双叶片离心泵为研究对象,对其建立三维流体域与固体域计算模型,在进行网格无关性验证的基础上,对标准工况下的流体域进行非定常流场数值计算,分析了标准工况下不同相位的离心泵压力、速度分布;同时对模型泵进行了外特性试验验证。研究结果表明:在设计工况及大流量工况下,数值计算结果与试验结果具有较好的一致性,而在小流量工况下,由于泵内存在强烈的分离流动和不稳定涡,使得现有的湍流模型在预测精度上仍存在一定的不足,两者之间的误差较大。（2）对不同工况下双叶片离心泵的瞬态流场进行计算,得到不同工况下泵内部的流动特性,并预测了离心泵蜗壳和叶轮流道内压力脉动以及叶轮的径向力分布规律。结果表明:蜗壳区域内的压力脉动在小流量工况下更为显著,而转速的降低会显著降低脉动幅值;由于脱流的影响,叶片压力面中部的压力脉动幅值较高;随着流量的减小,叶轮所受的径向力越大;不同转速相似工况下,径向力分布规律相同,且转速越小,所受径向力越小。（3）通过研究不同运行参数对双叶片离心泵转子系统的动力响应特性的影响机制,分析了在流体载荷和转子动载荷耦合作用下,流量、转速对泵转子系的等效应力和变形规律的影响机制;得到了不同运行参数下转子系统的模态特性和振动特性;揭示了离心泵输送介质时的轴心轨迹的变化规律,以及叶片不同位置的结构特性和叶轮-泵轴连接键的结构特性。结果表明:转子系的变形以叶轮为主,由叶轮轴心向叶轮外缘变形量逐渐增大;而应力主要集中于轴键位置。流量变化对变形和应力的幅度影响较小,但降低转速会显著降低变形和应力。在转子系的前三阶模态振型和叶频所引起的振动的共同作用下,轴心轨迹、叶轮变形和泵轴连接键应力呈现出与转速负相关的波峰数。（4）采用振动加速度传感器测量了离心泵不同工况及不同转速的振动特性,通过傅里叶变化对不同监测点的振动信号进行处理和分析。结果表明:离心泵高速运行时,叶频是离心泵泵体及轴承体竖直Y方向监测点（1#和4#）振动的主要激励频率;但在低速运行时,倍叶频为竖直Y方向监测点振动的主导频率。离心泵水平X方向上的振动特征则表现为宽频振动,激励频率以高频为主,其激励源可能是电机的谐波效应以及结构上的谐振主导。通过对双叶片离心泵非定常流动机理及其转子系动力学特性的研究,明确了不同工况下泵内各过流部件的流动特性和压力脉动特性,揭示了叶轮所受径向力与运行参数的关系。计算得到了在流体载荷和转子动载共同作用下的转子系结构特性,分析不同运行参数对转子系变形和应力的影响,揭示转子系变形周期与结构模态的关系。并通过试验进一步揭示了离心泵不同位置的振动特性,为双叶片离心泵的改进提供了理论支撑。