近些年来,流体力学研究工具—CFD(计算流体动力学)已经在流体机械的设计,尤其是在优化设计中得到广泛的应用,成为目前水轮机模型转轮设计方法的主流。使用先进的CFD技术与模型试验技术相结合,可以开发出具有优良性能的水轮机转轮,大大缩短了水轮机的设计开发周期,降低了开发成本,并可准确地进行性能预测,提高了水轮机水力设计的质量。本文针对混流式水轮机叶片形状的复杂性给其三维实体造型带来的困难,作者以混流式转轮叶片二维木模图为基础,提出了采用PRO/E软件从点到线、线到面、面再到体的方法对混流式水轮机叶片进行三维造型。为了提高造型的准确性,再用切割的方法对叶片进水边、上冠及下环进行修型。从而可以真实而又准确地得到木模图所表示的混流式水轮机叶片的三维实体造型。这样运用PRO/E软件对混流式水轮机叶片进行三维造型,既节省了时间又节约了成本,并为叶片木模图的修型和转轮内部流动CFD分析和性能预测奠定可靠的基础。本课题针对30m水头段水力资源的开发利用,开发出一个新的水轮机转轮水力模型。作者在适用于该水头段的水轮机转轮中选取一个性能较好的转轮作为初始转轮模型来进行改型设计。根据设计参数,选取HL260型转轮作为初始转轮模型,首先采用缩短翼型的方法对初始转轮模型进行改型,这样可以增加水轮机过流量,提高出力。再通过调整叶片进口安装角减小了叶片上速度和压力分布不合理的区域,消除了工作面脱流和漩涡现象,使水轮机内部流态得到一定的改善,并且工作面高压区面积也有所增大,从而使工作面与背面对应各点的压差也随之增大,这有助于增加转轮出力,提高水轮机效率。最后通过CFD计算对改型后转轮的性能进行预估,根据预估结果绘制出该水轮机的运转特性曲线,经分析得到了一个性能良好的新转轮。