水力机械内部流场的准确模拟将使人们很好的预测各过流部件（尤其是转轮）的综合特性，它节省开支、省时省力。因此，流场计算成为研制性能优良的转轮的一个重要手段。长期以来，人们一直在寻找有效和高精度的计算方法，使其能较准确地预测机组在较大的运行范围内能量特性、汽蚀性能及稳定性，从而最大限度地减少实验和模型加工等费用。 本文在比较修正的RNG k-ε模型及现实的k-ε模型在计算混流式转轮时的特征的基础上，采用现实的k-ε模型，通过SIMPLEC方法，利用有限体离散不可压N-S方程，计算了混流式水轮机在不同工况下稳定流场；通过计算结果全面预测了包括偏工况的不同工况下的能量特性，汽蚀特性等；并与实测数据进行了比较，深入分析了误差来源，分析了计算方法的可靠性；在此基础上，进一步全面分析了不同工况时的内部流动特征，对照实验所得的转轮外特性进行深入分析，明确了特定的内部流态与特定的外部特性间的关系，为转轮性能预测提供了更多的参考信息；同时分析了一些主要特征参数对转轮外特性的影响，为转轮的优化设计提供了明确的指导。 另一方面，随着技术的发展，人们对水力机械的运行稳定性和振动问题日益重视，这使水力机械内部不稳定流场计算十分必要。转轮导叶间的流动互扰（RSI）引起的不稳定流就是问题之一。为此作者选择研究水泵水轮机内由于RSI现象引起的不稳定流场的特征。 摘 要 首先，应用先进的“滑移网格技术”（sliding mesh）首次计算了包 含涡壳、固定导叶、活动导叶及叶轮在内过流通道内的不稳定流场，以 填补了国内在这个研究领域的空白，为转轮性能预估增添了新的内 容：对不稳定流场的结果进行FFT 变换，获得压力记录点的压力脉 动频率，计算结果与实测结果吻合很好，计算成果表明，此项研究 已达世界先进水平；进一步通过不同模型不稳定流场计算考察了叶 片数对频率特征的影响，分析和探讨了出现一些有特征的中频信号 产生的原因；还通过计算考察了间距、固定导叶位置，活动导叶位 置及涡壳的对转轮内不稳定流场（尤其是频率特性）的影响，使我 们对 RS 现象有更深的认识。同时，本文方法也为求解水力机械其 他过流部件内的不稳定流场计算提供了有益的参考。