水力机械作为电力、船舶、武器等行业广泛应用的通用机械，越来越向高速化的趋势发展，然而一旦发生空化，将严重制约其效率和安全稳定性。空化过程涉及多相流、湍流和质量传递等复杂的流体力学过程，目前，针对非定常工况下空化气泡演化特性的数值模拟研究相对较少。该文首先建立双层叶片离心式水泵及流道模型，采用Realizablek-ε湍流模型及Schnerr-Sauer空化模型，探究不同吸入段初始雷诺数(6×10～6～18×10～6)及转速(400～600 r/min)作用下的空化历程，并针对其中空化初生阶段的起始、空化气泡逃逸阶段的起始及空化区域分布进行定性与定量分析。结果表明：水泵腔体内空化的发生需要满足流场内高速与低压共存的条件。双层叶片转速或吸入段初始雷诺数的增加，均会造成空化气泡初生阶段开始的时间提前，而影响空泡逃逸开始时刻的主要因素是吸入段的初始雷诺数。保持吸入段初始雷诺数不变，伴随叶片转速的增加，空化区域将不断扩大；而保持叶片转速不变，伴随吸入段初始雷诺数的升高，空化区域将逐渐减少，呈现向吸入段位置收缩的效果。该文研究结果可为理解流体机械内部的汽-液两相流瞬时转化，优化水泵叶片结构、减少水泵汽蚀提供一定的技术参考。