大型汽轮发电机在运行过程中会产生大量的热量，其主要来自于发电机转子和定子内嵌铜线圈热耗，发电机过热将会极大的影响整个发电机组的工作性能及寿命。当前国内600MW等级以上的汽轮发电机均采用水氢氢冷却方式，即定子线圈采用水内冷，定子铁心采用氢外冷，转子线圈采用氢内冷。由于水的比热容量大，散热效果好，定子线圈温升普遍较低，因此对转子的氢气通风冷却研究成为整个汽轮机通风冷却研究的重点。由于汽轮机规模庞大，结构复杂，通风道数量多，通风道和汽轮机几何尺寸上差异巨大，目前的计算机软、硬件资源无法支持对其通风冷却完整系统的直接数值模拟，因此本论文采用局部分解的研究思路，以某大型4极核能汽轮发电机为研究对象，以汽轮机转子通风冷却为研究中心，对汽轮发电机的通风冷却进行简化、建模和相应的数值模拟及分析。本论文研究的主要工作如下：首先建立发电机定子风沟单元模型，通过基于有限体积法的计算流体动力学数值模拟，获得8种不同入口速度工况下定子风沟单元的流动特征和发电机定子区域的阻尼特性系数及其变化规律。然后针对发电机转子端部的通风冷却建立模型，模型包括定子区域，为极大地减小计算规模和计算量，定子区域按照等效阻力特性的思路简化为多孔介质模型；对发电机转子端部流场在静态和动态两种工况下进行数值模拟和分析，获得汽轮发电机端部各支路的流量分配情况；针对8种不同入口速度工况，统计端部风道通风阻尼特性系数及其随着流量的变化规律。根据上述端部模型计算和分析，确认端部6号线圈应具有最大温升；随后针对端部具有最大温升的6号线圈的氢气冷却进行进一步详细局域研究，数值模拟转子端部6号线圈风道内流场与温度场和铜线圈表面温度分布，确定端部最大温升；模拟计算不同氢气流量工况下端部6号线圈通风冷却情况，获得线圈风道内流体温度和铜线圈表面温度随着气流流量变化的规律。最后针对发电机转子本体建立模型，其中定子区域简化为多孔介质模型，数值模拟发电机转子本体单元在额定入口气流流速73.3m/s和68m/s两种工况下的流场特性及转子本体各径向风沟的流量分配规律，同时分析统计发电机转子本体单元内氢气温度和铜线圈温度沿轴向变化规律。