高压旁路阀是汽轮机高压旁路系统中最重要的组成部分，如果它存在缺陷或故障，将会严重威胁机组的安全和经济运行，导致机组停运甚至事故，故对高压旁路调节阀的研究与控制显得尤为重要。调节阀是各种流体装置中重要的控制元件，在国民经济各个部门中有着广泛的应用。过去人们侧重于从机械的角度研究调节阀，由于调节阀内部结构比较复杂，因此，从流场的角度对其内部流动、调节特性、降低噪音和节能降耗等分析研究，有着重要的理论意义和实用价值。本论文主要研究内容如下：第一：阐述了本课题研究的背景和意义、调节阀国内外的研究现状和发展趋势，指出了研究的重点内容、采取的方法和方案的可行性。第二：系统的介绍了汽轮机旁路系统和调节阀的结构、工作原理和主要作用，简述了基本流体力学和液压理论以及所要用到的CFD技术。第三：在考虑密度变化即可压缩性的条件下，导出了调节阀的过流面积与流量的数学解析式和流量系数方程。同时给出了可压缩流体的流速、阀口开度与马赫数的关系，并在此基础上，分别研究了快开型、直线型、抛物线型和等百分比型的理想流动特性。第四：首先通过PRO/E建立起调节阀不通开度下的三维流道模型，利用GAMBIT划分网格，基于CFD技术通过fluent软件对调节阀内部流场仿真解析，得出了不同开度下马赫数、阀口压力损失特性、阀口压力分布云图以及速度分布云图。接着借助于前文所导出的数学解析式，通过计算与仿真所得的数值进行对比分析，得出实际流动特性，并对流量系数进行了合理的校正。最后，将调节阀这一元件放入不同的系统中，建立系统仿真模型，通过MATLAB/Simulink软件对调节阀的动态流量特性作了一步分析研究。第五：通过对调节阀的动态特性影响因素仿真分析，阐述了调节阀噪音产生的主要原因和本质，分别研究了压差、温度、套筒结构、管道等对噪音的影响，得出调节阀噪音的主要影响来自于阀的前后压差和流速，并给出了几点降点噪音的可行性措施，对套筒的结构做了进一步的优化。第六：对论文的研究工作和取得的成果做了总结，展望了下一步研究工作。