课题以抽黄灌区泵站离心泵为研究背景，针对离心泵运行在高含沙水流条件下，过流部件在磨损与空化联合作用下，致使其磨蚀严重，寿命较短和运行不稳的技术难题。通过试验测试和数值模拟等研究手段，较为系统地开展了离心泵内部各过流部件的水力特性和部件间相互作用以及对泵整体性能影响的研究，探讨了几何参数与性能参数匹配关系，探讨了含沙水流在不同浓度、粒径和不同工况下的水力旋转机械内部流动规律和磨蚀规律，明确了离心泵过流部件内含沙水流的流动规律，固体粒子运动轨迹以及不同工况（无空化和不同程度空化）下过流部件磨损的机理，建立离心泵空化强弱与含沙水流流动磨蚀的关系。在此基础上，针对离心泵叶轮传统开发技术的不足，综合Bézier曲线参数化技术，全三维粘性CFD计算方法和NSGA-II遗传算法，建立了基于NSGA-II算法的适用于水力机械叶片的多目标水力优化设计系统，并以提高泵叶轮的抗空蚀性能为目标，开发出高效抗磨蚀两相流离心泵叶轮样机，通过在抽黄泵站运行，经现场实验测试，该样机的主要性能指标均达到和超过了课题任务合同规定的指标，性能良好，大幅度减轻了抽黄用泵的磨蚀破坏，提高泵的使用寿命和工作运行效率，证实了研究成果的可靠性。