多级泵是提供高扬程、高压力液体的关键设备，研究多级泵内部流场结构和能量转换机理，对于提高多级泵水力效率，推进节能减排战略具有重要意义。项目综合精细数值仿真、PIV测量和压力同步测量的方法，分别从能量特性的外部特征，涡量场分布、压力变化的内部特征对叶轮-导叶耦合流场的影响进行深入分析。采用平行矢量法分析耦合流场的涡结构，分析新型多级泵叶轮-导叶耦合流场旋涡流动的分布，建立通过边界涡量流和拟涡能等涡量场参数表征旋涡流动的诊断方法，探寻产生不良流动的根源，找到多级泵设计的缺陷部位，为提高和改善多级泵的设计性能和实际运行性能提供判定准则。构建叶轮出口到导叶进口涡量场分布的数学模型，建立叶轮-导叶几何参数与能量转换特性的映射关系，为完善新型多级泵设计方法、进一步提高多级泵性能提供理论依据。 在研究成果方面，项目研制出了系列具有自主知识产权的低成本低能耗新型井用潜水泵，产品功率曲线平坦，效率高，高效范围宽，单级扬程平均比国内外同类产品及国家标准高15%～50%，综合技术指标达到国际领先水平。开发的产品经国内外用户使用，实用性强，深受用户好评，取得了显著的经济和社会效益，促进了行业的发展和技术进步，具有广阔的推广应用前景。项目成果荣获了2015年国家科技进步二等奖。