中文摘要：

大容量混流式水轮机转轮叶片在与非定常粘性流场发生强烈相互作用的过程中，具有复杂的非线性动力学行为,会诱发叶片振动，严重时甚至导致叶片开裂破坏，本项目在机理上将混流式转轮叶片的流激振动分解为湍流诱发振动、涡激振动以及流弹性失稳振动三种形式并开展相关研究。（1）利用带动态SGS模型的大涡模拟（LES）分别在考虑与不考虑流体-结构相互作用（FSI）情况下对真实叶道内的湍流进行了精细的数值模拟，详细分析了叶道湍流的内禀特性、湍流结构在时间和叶道空间上的分布规律以及叶片近壁区流动结构的分布及演化。（2）利用广义变分原理结合不可压缩粘性流体原变量形式的Navier-Stokes方程和叶片振动的基本微分方程，建立了描述叶道湍流与叶片振动的全耦合模型以及在LES－FEM格式的下联合求解方法。（3）研制了叶片流激振动的试验模型，采用先进的传感技术进行了大量的相关试验，实测了活动导叶在不同开度情况下叶片的壁压力分布及叶片出水边流激振动的加速度，得到了大量有价值的试验数据，验证了理论分析的正确性或合理性。研究成果在叶道湍流及叶片流激振动机理方面具有新的发现和取得进展。