离心泵内的流动是流体力学最复杂的流动问题之一,鉴于计算机技术的飞速发展和计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法的日趋成熟,CFD已在离心泵设计和研究领域中扮演越来越重要的角色。在过去的10余年中,新的数值处理方法不断问世,原有的方法则得到进一步的充实与完善。在不可压缩流体的流场求解中,广泛采用以压力为基本变量的求解方法,此时由于压力无独立的控制方程而要采用压力修正SIMPLE算法处理压力—速度的耦合关系,这极大地促进了SIMPLE系列算法的推广。本文主要研究SIMPLE算法及其在离心泵CFD中的适用性,并从理论上对SIMPLE算法进行了改进,以达到通过改进数值算法来提高离心泵内流数值计算精度的目的。　　 本文的主要研究内容和取得的主要研究成果有:　　 1.对粘性、定常不可压缩流体控制方程组不同形式的表达进行了概括,总结了通用的控制方程组并对其进行有限体积法离散。　　 2.介绍了SIMPLE算法的产生背景及其在离心泵中的应用情况。考虑了非结构化网格技术处理复杂边界问题的优势,推导了非结构化同位网格下的SIMPLE系列算法的计算步骤及求解流程。结合离心泵内部流动数值模拟常用算法,采用商业软件对17套离心泵水力模型分别运用SIMPLE和SIMPLEC算法进行计算,通过对计算结果精度、求解时间进行比较,表明SIMPLE算法作为CFD经典算法,具有很高的可靠性,值得进一步研究改进。　　 3.根据Date的压力修正方程方法,无论动量方程还是质量守恒方程,凡是用到界面流速的地方,都采用算术平均值。而在非结构化网格中,界面速度的算术平均值会带来不合理的速度场和压力场分布,因此,本文在充分考虑多种平均方法之后,对界面速度采用面积平均,发展了一套基于SIMPLE的改进算法--SIMPLED算法。　　 4.以开源软件OpenFOAM为编译平台,用SIMPLED算法编制了计算程序,针对流体力学经典流动问题——方腔顶盖驱动流进行了计算检验。结果表明,雷诺数越高,SIMPLED算法的优势越明显。　　 5.分别采用低、中、高比转数离心泵水力模型(4台),在OpenFOAM中,通过对优秀的离心泵水力模型采用SIMPLE和SIMPLED算法进行外特性和计算时间的比较和内流场验证。结果表明,SIMPLED算法虽然增加了计算量,但是在相同的收敛标准下,求解时间和SIMPLE算法相差无几,且所用的迭代次数低于SIMPLE算法,在计算精度上也明显优于SIMPLE算法。