诱导轮为轴流式叶轮,工作时为避免管壁与叶片之间发生摩擦或者碰撞,管壁和叶片之间存在一定大小的间隙,即叶顶间隙。诱导轮内部分流体受到叶片吸力面和压力面压差影响,在叶顶产生间隙泄漏流,这将对诱导轮的水力性能、内部主流流动及空化性能产生较大的影响。国内外对于诱导轮在不同叶顶间隙下的叶顶间隙涡的演化、空化泡分布的位置等内部流动细节缺少深入的研究。因此本文以一圆柱形等螺距诱导轮为研究对象,分析了不同叶顶间隙对诱导轮内部流动和空化性能的影响。首先对比分析了七种叶顶间隙下诱导轮水力性能的变化规律,并重点分析了三种典型叶顶间隙下的诱导轮内部流场、不同时刻内部流场的演化过程以及空化泡位置的分布。本文的主要研究工作如下:(1)采用UG三维软件对诱导轮进行三维建模,采用ICEM对诱导轮内部流道进行网格划分,并通过网格无关性验证,确定合理的网格数进行后续的数值计算。(2)非空化工况下,对三种叶顶间隙下诱导轮内部流场进行定常和非定常数值模拟。对比分析流量和叶顶间隙对诱导轮性能和内部流动的影响,及诱导轮内部流动随时间的演化过程。(3)对诱导轮进行外特性实验,获得扬程-流量的外特性曲线,并与数值计算结果进行对比分析,验证数值方法的准确性。(4)对诱导轮进行空化数值模拟,对比分析流量、叶顶间隙和空化数对内部空化流动、空化泡的发展和分布、叶片及弯管处压力分布及内部压力演变过程的影响。