贯流式水轮机在水电的开发和利用上的运用得越来越广泛,并向着大容量、高比转速、高效率的方向发展,但水轮机在振动和稳定性上出现的问题也越来越多,另外水轮机过流部件的沙粒磨损对水电站的正常运转也有十分不利的影响。因此,水轮机稳定性问题和磨损问题已成为机组设计、制造和运行维护方面的重大研究课题。针对贯流式水轮机,应用FLUENT和ANSYS Mechanical分析软件,采用被动型和主动型动网格模型、混合模型等对水轮机过渡过程、磨损情况、振动特性以及整机瞬态动力学问题进行了深入的研究,旨在了解水轮机振动和磨损特性,从而为水轮机的优化设计、合理控制及预测和减轻过流部件磨损问题提供理论指导。通过对水轮机启动过程和飞逸过程两个过渡过程流场的研究,得到了转轮转速随时间的变化规律,以及活动导叶开度角和转轮转角对转轮转速和压强的影响；研究了飞逸过程整机压强和流线的变化,提出了防止水轮机飞逸的有效措施。通过对水轮机内部流场的固、液两相流的研究,得到了额定工况下水轮机各部件表面固相的体积分数分布规律,找出了水轮机容易发生磨损的部位,并研究了入口泥沙浓度和泥沙颗粒直径与磨损情况之间的关系,提出了预防磨损的措施。针对水轮机的振动特性进行了研究。首先,研究了水轮机的静态模态和预应力模态,得出了两种模态下的固有频率,并进行了共振校核,为水轮机的设计工作提供重要依据。其次,研究了水轮机在已知各阶频率的简谐载荷作用下的结构响应,得到了共振响应频率,预测了结构的持续动力特性。最后,研究了水轮机在已知地震加速度频率响应谱作用下的结构位移响应和应力响应,判断水轮机在工作过程中是否满足抗震要求。通过对水轮机的整机瞬态动力学特性的研究,得到了水轮机在额定工况和飞逸工况下各部件的位移和应力随时间变化规律,找出了位移和应力的最大值,并分析了各个部件在结构上是否满足设计要求。