0　引言

我国东南沿海地区拥有相当丰富的中低水头段水力资源，由于轴流转桨式水轮机过流量大、运行高效区宽、变工况能力强等特点，因而该机型被广泛应用[1]。其中，转轮作为水轮机能量转换的核心部件，转轮设计的优劣直接关系到效率、运行稳定性及空化空蚀等水力性能。因此，转轮改型设计在改善和提高水轮机能量特性方面起到至关重要的作用。国内外对水轮机转轮改型设计越来越深入，转轮改型设计实质是对转轮叶片进行优化设计。当水流流经转轮区域时，在转轮叶片力矩的作用下实现能量间的转换，通过优化翼型控制参数来改变转轮叶片形状，进而改变叶片表面压力差提高转轮水力性能。

由于水力机械内部流体流动非常复杂，通常采用模型试验获取水轮机组的整体性能，但模型试验需要耗费大量资金和时间。限于理论不够完善和设计经验不足等原因，研究新型水轮机需要进行多次模型试验和反复修改设计。然而利用数值计算方法来预测水轮机的性能可以解决费用和时间等局限性问题，尽管数值计算方法不能全部替代模型试验，但能够得到模型试验所能获取的大部分性能参数[2]。预测水轮机的能量特性就是根据水轮机各过流部件几何参数，基于数值计算方法获取水轮机组在不同运行水头、导叶开度、桨叶开度运行工况下的流量、效率、功率等参数。从而绘制水轮机转轮的特性曲线，指导机组的长期稳定高效运行。

考虑到水轮机过流部件中流体流动的复杂性，尤其活动导叶出口流态与尾水管内部流态对转轮内的流动有较大影响。本文建立了从蜗壳进口至尾水管出口（包括蜗壳、导叶、转轮、尾水管等）轴流式水轮机全流道计算域。