本文在国家自然基金重点项目(90410019) 支持下完成。水轮机是水电站能量转换的主要部件,其性能直接影响到电站的效益,因此在转轮的设计阶段对转轮的性能进行预估就显得尤为重要。为克服模型试验周期长、投资人等缺点,本文基于N-S方程对水轮机流场进行计算并预估其性能。本文采用MDT进行水轮机三维实体造型,从而得到流场计算的三维几何模型。然后采用基于雷诺时均N-S方程与标准k-ε湍流模型来计算水轮机三维粘性湍流场,在非结构化网格中,采用基于有限元的有限体积法对方程进行离散,用压力校正法进行数值求解。基于水轮机三维流场计算预估流量,先假设一流量值,并根据流量值计算水轮机三维粘性湍流场并在此基础上计算水轮机的理论水头,将理论水头和试验水头进行比较,如果其差值满足给定要求则可以确定流量并预估该工况下的能量性能和空化性能,否则修正流量值反复迭代计算直到水头差值满足要求。本文结合实例,对模型混流式水轮机进行三维流场计算,预估了水轮机的流量、能量性能及空化性能,根据预估结果绘制了综合特性曲线图,将计算结果和试验数据进行了对比,说明本文所采用的方法进行混流式水轮机性能预估是可行的。