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中小型水电站技术改造是我国水电事业发展的重要组成部分，开展水轮机过流部件的定常流动分析及转轮叶片改型研究，对于机组水力性能的改善具有十分重要的意义。 本文针对水电站改造过程中常遇到的问题，以某混流式水轮机模型为研究对象，采用CFD技术分析了不同改型方案对水轮机水力性能的影响。首先，根据已有二维图纸，应用UG进行几何建模，ICEM划分网格，并采用CFX开展全流道定常流动分析。然后，分别对上冠型线和下环锥角进行改型研究，探讨二者对转轮能量特性、空化性能、过流能力的影响，并重点研究转轮内部流场与能量外特性之间的关系。最后，将叶片用12组不同叶高上的B样条曲线参数化，采用Bladegen、MDT、UG对叶片进出口安放角进行改型。分析不同进口安放角对水轮机水力性能的影响，并研究出口安放角、速度三角形和尾水管性能三者之间的关系。得到如下结论： (1)上冠型线对最优工况下的水轮机水力性能基本没有影响，但对小流量下的叶道涡以及大流量工况下的过流能力有较大的影响。与原转轮相比，方案4大流量工况的水轮机效率提高了0.33％，小流量工况提高了0.67％。上冠型线的高低与转轮在各工况下的效率关系并不是严格单调的，此点应予以重视。 (2)小流量工况下，采用较小的下环锥角，转轮效率高；大流量工况下，采用较大的下环锥角有利于提升转轮水力性能。但是下环锥角与转轮效率的变化关系并不是单调的，改型中出现了小流量工况时减小下环锥角后转轮效率降低的情况。 (3)减小进口安放角后：①小流量工况下的撞击损失增大，但是叶道涡的强度减小且涡的位置向叶片中间位置移动，使得转轮效率略有增加，同时由于转轮出口环量减小，尾水管损失减小；②大流量工况下的冲角变小，叶片头部正面的回流消失，进口水流更加趋向于无撞击进口，转轮效率有所提升。改型后，大流量和小流量工况下的水轮机效率分别提升了0.61％和0.17％。 (4)转轮出口速度三角形对于叶片出口边的改型具有较大的指导意义，出口为负环量时，适当增大叶片出口安放角可减小环量的绝对值，使得出口环量分布曲线上移，转轮出口更加接近于法向出流，转轮效率和尾水管效率增大，水轮机效率提升了0.14％。