在我国有很大一部分建于20世纪80年代前的轴流式水轮机，其运行的稳定性较差、空蚀破坏非常严重、综合性能指标较低，随着现代水轮机技术的发展以及CFD技术的广泛应用，对轴流式水轮机进行技术改造，提高其水力性能，降低或改善轴流式水轮机的空蚀情况，已迫在眉睫。本论文基于CFD的轴流式水轮机增容防蚀改造设计的研究，对提高机组整体的综合性能和运行的可靠性具有重大意义。基于此，本文还以都江堰双柏电站轴流式水轮机的增容防蚀改造为具体的研究对象，对其进行增容防蚀改造设计可行性的研究，并利用电站现有的水力条件和转轮叶片尺寸，对原轴流转桨机组进行增容防蚀的改造。通过分析其水力参数，认为此次改造设计可以在不改变原机组过流通道及几何尺寸的情况下，在传统的轴流式水轮机升力法基础上，考虑叶轮轮缘间隙流动及流动边界层等的影响，采用一种改进的升力法模型进行5000Kw增容到6000Kw的水力设计，得到两种方案的转轮叶片木模图（包括翼型剖面图、转轮叶片轴面投影图和平面投影图），并利用CFD技术,对水力模型进行内部流场的数值模拟和分析,通过模型计算与分析认为新设计的转轮内部流动相对较好，完全能达到增容的目的，同时也对转轮内部压力进行计算与分析，通过将防蚀裙边从原机组的背面裙边结构改为工作面裙边结构，能很好地起到防空蚀的效果。这些技术方案及措施已经全部应用于电站的改造中，效果良好。从机组改造后现场的运行情况可知，改造后的机组的运行效率得到提高，其综合性能得到很大的改善，为电站创造了明显的经济效益，同时也表明本文基于CFD技术及采用的改进升力法模型对转轮叶片进行改造是有效的。