水电资源作为可再生清洁能源,是我国能源的重要的组成部分,在我国能源平衡和能源工业的可持续发展中占有重要地位。并且水电具有可再生、无污染、运行费用低的特点,便于进行电力调峰,有利于提高资源利用率和经济社会的综合效益。水轮机是一种把水流的能量转变为旋转机械能的动力机械,是水电机组的重要组成部分,水轮机一般由几十到上百个零件组成的复杂装配体,一些过流部件如转轮、蜗壳、导叶、尾水管,这类零部件具有过流曲面,几何造型比较复杂。因此,建立水轮机水力及结构设计数据库有利于提高设计的质量和管理水平,降低设计人员的工作量,缩短设计周期具有重要意义。本文的主要研究工作及取得的成果如下:1、借助大型三维建模软件UG,创建水轮机过流部件转轮、蜗壳、导叶、尾水管等的三维模型;2、以VisualBasic.net可视化应用程序集成开发工具为平台,以混流式水轮机和冲击式水轮机为例,完成了图形界面的设计开发和面向对象的程序设计;3、以模型数据库为基础,应用计算流体动力学前处理工具GAMBIT,采用非结构化混合四面体网格对过流部件进行网格划分;4、采用数值模拟方法,分析了某一水轮机分别在大流量、最优工况、小流量工况下全流道三维定常湍流动,建立基于CFD分析的水轮机性能预测方法,捕捉水轮机各过流部件内及动静部件间的流动细节。水轮机性能预测应用于水轮机的水力设计和改造中可以减少模型试验次数和缩短产品开发周期。