离心泵在众多工业领域中有着广泛的应用，发挥着重要的作用。但是，传统的离心泵效率不高，成为相应行业中的耗电大户，因此提高离心泵效率对节能降耗具有重要的现实意义。近年来，随着计算流体动力学(CFD)的发展，使用数值方法研究离心泵内部流动，以指导泵的设计已经成为重要的研究方向。本文采用CFD软件FLUENT研究了离心泵内部流动，建立了低比转速离心泵的多目标优化设计方法，并对IS80-50-315型离心泵进行了优化，研究结果为离心泵的设计和制造提供借鉴。　　 本文的主要研究工作如下：　　 (1)阐述了雷诺时均方程、标准k-ε模型、SIMPLE计算方法、非结构网格技术、边界条件以及建模方法，总结了国内外低比转速离心泵的研究现状和发展趋势。　　 (2)利用PRO/E对离心泵内叶轮和蜗壳分别进行造型，然后将整体造型结果导入到GAMBIT中用非结构网格对实体模型进行网格划分，设置计算区域和边界。生成平滑的离心泵几何模型和良好的有限元网格模型。　　 (3)应用FLUENT、对不同流量及转速下的流场进行了计算，对三维湍流场的进行了数字模拟，得到了压力分布图、速度矢量分布图等，为离心泵结构优化提供了相关数据。　　 (4)研究并建立了低比转速离心泵的多目标优化设计方法，以提高离心泵的效率和减少汽蚀余量为目标函数对IS80-50-315型离心泵进行了优化。　　 研究结果表明：　　 (1)该离心泵在设计工况下不会发生汽蚀，隔舌附近出现回流、漩涡等现象，表明该泵的抗汽蚀性能较好但设计尚不尽完善。　　 (2)在设计转速小流量工况下，离心泵内部的回流、漩涡和冲击现象较为严重，造成泵的效率降低，操作性能变差，并对泵体产生损害；大流量工况下该泵具有较好的操作性能。　　 (3)在所研究的转速范围内，泵的扬程随流量上升而下降，随转速增加而增加；效率随流量增大而先上升后下降；轴功率随流量上升而增大，且其上升趋势随转速的增加更为明显。　　 (4)IS80-50-315型离心泵的优化结果表明，适当加大叶轮吸入口直径，可以在不影响效率的前提下改善离心泵的汽蚀性能；适当减小叶轮出口直径有助于提高离心泵的效率，优化后该泵的效率可提高4％。