本文采用建模软件UG 8.5,对青海某水电站HL741-LJ-84水轮机的各个过流部件进行三维建模,然后将模型导入ICEM-CFD中进行网格划分,最后导入FLUENT软件中,对小流量工况、最优工况和大流量工况三种情况下的水轮机进行全流场计算。本文旨在比较标准的混凝土肘管尾水管和椭圆断面金属里衬肘管尾水管的水力性能优劣以及当量锥角对尾水管整体性能的影响。在HL741-LJ-84水轮机原有当量锥角14°的基础上分别采用上述两种类型的尾水管,在小流量工况、最优工况和大流量工况三种情况下进行模拟计算。从流线分布图和压力云图可知,在小流量工况下混凝土尾水管中二次回流现象不如金属里衬尾水管明显,在大流量工况下金属里衬尾水管扩散段的流线更加紊乱。最优工况下,混凝土尾水管的恢复系数达到了72.60%,金属里衬尾水管的恢复系数只有70.2%,表明混凝土尾水管的水力性能优于后者。在此基础上,分别对当量锥角14°、16°和18°三种不同的混凝土肘管尾水管在最优工况下进行流场计算,得出尾水管的恢复系数分别为72.60%、73.74%和70.31%,表明在当量锥角为16°时混凝土尾水管水力性能最好。本文从数值模拟的角度出发,在尾水管优选问题和优化设计上做了具体的分析和计算,这对于提高电站的经济效益有一定的参考价值。