本论文用CFD方法求解汽轮机低压排汽缸内部的三维流场，分析其中的流动现象和损失机理，并与原有的实验结果做比较。在此基础上分析排汽缸的一些关键尺寸对其气动性能的影响，并对原有的排汽缸进行优化，得到了较好的结果，对低压排汽缸型线的优化设计具有一定的指导意义。 本文采用FINE／Turbo软件对排汽缸流场进行三维数值模拟，应用多区域结构化网格并将计算域出口向下游延伸。在一些典型位置与已有的实验结果进行对比，分析了衡量排汽缸气动性能的总压损失系数和静压恢复系数，揭示出汽流在排汽缸内的流动主要是复杂的旋涡运动，包括通道涡、二次涡、分离涡和底部涡，旋涡运动是导致流动损失的主要原因。 优化设计是通过改变排汽缸的几何尺寸即壁面边界条件而控制计算域的形状。从数值模拟的结果中分析流场，并结合多年实验和分析结果，对排汽缸的关键尺寸如轴向尺寸、环形扩压器形状尺寸、排汽缸横向宽度及蜗壳上半缸形状等因素进行了重新选取。优化后的排汽缸与原有的排汽缸相比，只是几何形状不同，数值模拟所用的一切条件均相同，即其他因素不变只是改变了几何尺寸这个自由度。对流场的对比分析结果表明优化后的排汽缸具有比原型更高的静压恢复和更小的总压损失，所以能够更有效地回收动能，而且出口的流场更加均匀有利于提高冷凝器的换热性能，更好地发挥了排汽缸的作用。