中文摘要：

本项目在已有研究成果的基础上，通过对水轮机通流部件的三维湍流流动的数值模拟和模型试验，全面研究了水轮机的内部流动规律、各通流部件之间的匹配关系，以及影响水轮机性能的一些关键因素。精确的研究了固定导叶和活动导叶的匹配问题和叶型损失问题，为改善各部件的匹配关系，提高引水部件的整体效率和水轮机的稳定性能；通过对水轮机导叶端面间隙流动的数值模拟，首次详细研究了不同导叶翼型在不同工况下的间隙流动规律，以及间隙流动对主流的影响，揭示了工况和翼型对间隙流动的影响规律，以及叶道涡、尾涡和由泄漏流动形成的二次流间的相互作用及其对主流场的作用机理；通过CFD分析结果与模型试验结果的对比，探讨了叶片进口冲角对叶片头部脱流的影响、叶片出水边环量变化对转轮出口涡带的影响和叶片形状对叶片应力分布情况的影响；应用混合谱方法建立了多部件联合作用下的全三维反问题计算模型；以速度矩分布为优化参量，建立了水轮机转轮的多目标优化模型，与转轮的准三维和全三维反问题计算模型一