喷水推进是一种应用在船舶、水下滑翔机等领域的特殊推进方式,具有运行平稳、噪音低、操控性能好以及能够在浅水作业等优点,核心部件为喷水推进泵。其运行工况调节方式一般为变流量和变转速两种。而微型喷水推进泵受自身尺寸限制多是通过改变转速来改变其运行工况,且敞口运行状态下喷水推进泵很难运行在设计工况点会造成推力以及效率的下降,影响续航时间;深入研究发现,过流部件结构参数的变化同样会对其推力和效率造成影响。因此,本文开展微型喷水推进泵推力特性及性能优化方面的研究具有重要意义。本文采用理论分析、数值模拟和模型试验相结合的方法首先对喷水推进泵在开放式边界条件下进行数值模拟,研究不同转速下推力、出口流量以及内流场的分布情况;然后,分别研究了喷口的截面型线设计方式及叶轮叶片厚度对喷水推进泵水力性能的影响;最后提出了一种新型喷水推进泵推力及流量的测量方法,并搭建试验台对其推力以及出口流量进行测量。得到主要结论如下:(1)微型喷水推进泵在敞口运行的状态下,随着转速的增大出口流量以及推力逐渐增大,且在高转速下,推力增长的幅度变大;叶片工作面的表面压力变化明显,高压区范围逐渐扩大。(2)相对于其他两种喷口形状,当喷口的截面型线选用带有较大收缩角度的光滑曲线时,推力以及出口流量在各转速下都达到了最大值,在喷口收缩段附近存在局部的高速区,且低湍动能区域范围较大。(3)随着叶片厚度的增加,推力以及出口流量先增大后减小,当叶片轮缘相对厚度为4%,轮毂相对厚度为11%时,微型喷水推进泵的推力以及出口流量最大,且叶片的表面压力分布比较均匀。(4)各转速下推力以及出口流量的试验值与仿真值的差值均在5%以内,验证了本文的数值模拟是可靠的,同时也说明了本文对微型喷水推进泵推力以及出口流量测量的试验方法是可行的。