近年来，随着机组容量及尺寸的不断增大，水轮机机组整体刚度的下降，水力振动及叶片裂纹等稳定性方面的问题越来越突出，已经严重威胁到电站的安全运行。为此，文中采用两种耦合计算策略对某电站贯流式水轮机的一桨叶开度下三种不同导叶开度工况，进行了三维非定常耦合数值计算。旨在揭示耦合作用对转轮内部非定常流动及转轮叶片结构应力及变形位移分布的影响。　　本文首先分别对转轮叶片进行空气和水中的模态计算，并将计算结果与水轮机各种水力激振源的频率进行对比分析，结果表明：考虑水体的作用后，各阶固有频率值都有不同程度的下降，振型基本一致；同时得出文中流固耦合非定常数值计算过程中，流体域和固体域之间主要影响的变量为变形位移。其次，对考虑耦合作用前后的贯流式水轮机进行非定常数值计算，分析耦合作用对转轮内部非定常流场的影响。研究结果表明，考虑耦合作用后，各个工况下的水头与耦合前相比都有不同程度地下降，从转轮进出口轴向速度的分布来看，耦合作用仅对转轮叶片出口靠近轮缘位置有较为明显的影响，且耦合后叶片正背面压力差有所降低，转轮的水力性能有所下降。最后，采用单向和双向耦合数值计算方法对转轮结构响应进行求解。结果表明，两种耦合计算策略下，叶片最大等效应力均出现在叶片与枢轴法兰联接位置，叶片出水边靠近轮缘处变形位移最大。最大等效应力和变形位移值差异也比较小。但通过两种耦合策略计算得到的最大等效应力及变形位移的主频有所不同，双向耦合计算得到的主频较单向耦合计算的结果都有所下降。该研究为实际工程中准确地进行转轮的水力性能预估和叶片结构在水中的瞬态响应计算提供一定的参考。