随着新一轮能源结构的调整,全球油气开发向海洋进军的态势十分明显,与此同时,作为海洋油气输送的重要技术装备,多相混输泵的应用也极为广泛。多相混输泵属于转子动力式叶轮机械,其结构紧凑、运行工况宽且能在高含气率时高效运行,然而叶轮叶片顶端（叶顶）和叶轮室之间留有一定的间隙,叶顶间隙内具有旋涡、二次流和流动分离等复杂流态,同时泄漏流流出间隙时还会形成叶顶泄漏涡。叶顶泄漏流和泄漏涡现象不仅恶化了流态,降低了机组效率,而且还会诱发噪声和振动,甚至出现机械事故,严重威胁机组运行的稳定性和安全性。因此对其展开研究不仅具有较大的科学价值,同时也具有较强工程应用价值。为了揭示混输泵叶顶间隙内流动特性及叶顶泄漏涡与压力脉动耦合作用机理,进一步提升我国油气开发装备水平,本文针对多相混输泵内部流动规律、叶顶泄漏流、叶顶泄漏涡特性以及叶顶泄漏涡与压力脉动关联特性进行研究。首先在纯水和气液两相条件下分析了不同叶顶间隙下混输泵叶轮和导叶内的流态特征,重点研究了泵内和叶顶区相态分布、气液速度等变化规律。研究表明叶顶泄漏涡附近压力等值线出现了偏折现象,同时发现叶顶间隙增加时,叶轮和导叶内气相聚集有所改善,并且导叶内旋涡逐渐减少,流动状态逐渐趋于稳定。此外叶顶间隙主要影响叶轮内的气液两相速度差,而对导叶内的气液两相速度差影响相对较小。其次基于旋涡强度方法预测了叶顶泄漏涡运行轨迹,并对叶顶间隙内流态特性、如涡量、速度和湍动能等进行定性和定量分析,同时对叶顶和间隙区涡流特性进行深入研究,着重分析了不同进口含气率对流态特性的影响规律。研究表明在叶顶泄漏流进入叶顶间隙时形成叶顶分离涡,流出叶顶间隙时,射流效应形成剪切层,同时卷吸形成叶顶泄漏涡。另外发现在径向方向0.8～0.9位置叶顶间隙内轴向速度达到最大,而径向速度满足圆柱无关性假设。此外叶顶间隙内涡量等分布与泄漏量和射流效应强弱相关,同时发现含气率对叶顶泄漏涡位置和范围影响较大。最后定义了压力系数和压力脉动强度,并且研究了叶顶泄漏涡时空演变规律,同时分析了不同叶顶间隙下叶顶泄漏涡与压力脉动强度之间的关系。此外还对比分析了含气率变化时叶顶间隙内涡流特性、压力脉动强度,以及动静交接区压力脉动频域特征。研究发现纯水工况下叶轮流道内压力脉动强度较大区域出现在叶顶泄漏涡附近,并且其时空演变主要分为以下3个阶段:分裂阶段、收缩阶段和复现阶段,同时发现气相形成的叶顶泄漏涡的初始点随着叶顶间隙增加而逐渐向后缘移动。另外气相的存在会使叶顶间隙内压力脉动强度最大值位置在叶顶泄漏涡形成之初时更靠近叶顶泄漏流出口,并且沿流动方向叶顶间隙内流动分离也会提前贯穿整个间隙。此外还发现在纯水工况下叶轮和导叶内较大压力脉动幅值分别集中在7和3倍fn及低频处,而在含气工况下较大的压力脉动幅值却集中在低频附近,同时其他叶频倍数处的脉动已经消失,并且含气工况下压力脉动主频幅值比纯水工况至少小了1个数量级。本文所取得的研究结果为多相混输泵叶顶间隙流动、叶顶泄漏涡动力学研究及压力脉动预测奠定了基础,同时也对该泵运行稳定性研究以及提升油气系统输送效率具有指导意义。