汽轮机内的湿蒸汽不平衡两相凝结流动会导致机组的效率降低和叶片的水蚀损坏。高速凝结流动传质传热机理和热力不平衡特性的研究,对提高蒸汽透平运行的经济性和安全性具有重大的意义。本文采用数值模拟的方法对缩放喷管、平面叶栅、汽轮机级和三维直叶栅中的自发凝结流动进行了分析和研究。对缩放喷管和White平面叶栅内的凝结流动进行了校核计算,数值结果和实验数据吻合良好,验证了数值模型的可行性和准确性；讨论了影响激波强度和凝结特性的主要热力学参数；得到了叶栅中凝结流动气动参数和液相参数分布规律,分析了低热蒸汽流动和过冷凝结流动的差异。对透平级环境下的自发凝结流动进行了模拟计算,分析不同入口参数下凝结流动的规律及其对静动叶栅进出口气流角及特征截面压力等气动性能参数的影响。对一直列叶栅中的凝结流动进行了三维数值模拟,研究了水蒸汽三维湍流条件下不同叶高截面上非平衡凝结相变的热力学特性和流动规律,分析了端壁和叶片表面边界层对凝结流动的影响。