高比转速可动翼贯流式水轮机适用于3~25m的低落差大流量的水力发电，作为利用低水头能源的优势机型被重视并正在加紧进行开发。我国沿海地区工业发展迅速，区域电力不足严重，加之潮汐电站的需求，非常希望尽快开发超低落差大流量灯泡贯流式水轮发电机组。灯泡贯流式机组比起其它高水头发电机组尚属新的机种，国外已较多见使用超低落差水轮机，但真机形状基于经验进行设计的较多，少见理论研究及设计报告发表，现在我国灯泡贯流式水轮机组技术依靠进口较多。本论文在本研究室以往对三、四、五叶片灯泡贯流水轮机的CFD计算结果和模型试验的基础上，进行两叶片灯泡贯流水轮机的研究，力求获得更高比转速，亦即适用于更低落差更大流量的水力发电机组。论文运用转轮翼型公平负荷设计的新理念及方法，通过对决定翼型负荷分布的欧拉能量进行控制，使得沿转轮翼型骨线的负荷分布合理，进而获得叶片诸流线上最佳设计角度取得转轮翼型。设计转轮叶片时不仅对每条骨线进行目标控制，同时对整个叶片骨线间也进行综合考察，以保持其流动的一贯性，从根本上力求叶片性能的良好性。综合控制目标还包括：相对流动角的分布、欧拉能量分布、转轮叶片的负荷变化等。叶片设计完成后进行了水轮机全流道CFD数值计算，分析两叶片贯流水轮机特别是转轮内部的流动状态，评价其性能及特性，比较了水轮机在大开度、小开度和最优工况时的内部流动，分析表明设计的水轮机具有较好的流动特性。本研究开发的两叶片水轮机数值仿真实验结果表明，新设计的两叶片灯泡贯流式水轮机具有较好的性能，证明了设计的可行性，所取得的研究成果可为优化设计及运行提供技术支持。设计的两叶片转轮为可动翼转轮，运行中叶片可以转动角度以适应落差及流量的变化。论文用CFD数值分析的方法成功预测了水轮机活动导叶开度αG与转轮叶片转角φR的最优协联关系，得到了水轮机协联工况曲线，水轮机在该曲线上的工况点运行能取得较高的效率和良好的稳定性。而以往协联工况是通过物理试验来得到的，需要试验设备、高额费用及大量时间的支撑才能完成。论文将设计的两叶片转轮机组与三、四、五叶片的转轮机组进行比较，探究了不同叶片数之间贯流式水轮机性能的差异，力争完成、完善机组的系统设计。