在中国社会日新月异的高速发展以及各行各业生产水平的不断提高,电能对于每个人、用电企业乃至国家来说都是其不可或缺并举足轻重的重要能源。近年来,国家对电能的生产开发已经进入白热化阶段,其中水力发电作为电能生产的一项重要来源,其发展势头及技术已逐步成熟。在我国,水力发电逐步从低水头到高水头发展,从低流量向高流量发展。其中水轮机承担了主要能量转化的作用,将水流的动能转化为转轮的机械能。在诸多不同条件的水力资源中,每种水轮机分别应对不同的水头、工况。而在各种不同的水轮机类型中,冲击式水轮机适宜在高水头的工况中运作,并且安装较为简单,维修价格低廉,在低、高流量中都能有很好的表现。我国对于冲击式水轮机的研究水平与国外相比,还处于经验积累阶段,加之冲击式水轮机其内部流动属于非定常的三维两相流动,其复杂的流动特性也对研究造成了很多困难。冲击式水轮机的配水环管内有经典的圆管弯管流动,还有分叉管流动,两种流动所伴随的二次流现象存在于配水环管及喷嘴内部并持续干扰主流的前进,从而对下游自由射流的压力、速度造成各种影响,是冲击式水轮机给水机构部分的主要能量损失点。所以研究冲击式水轮机配水环管、喷嘴以及射流的流动特性显得尤为重要。鉴于此本文对某一型号四喷嘴冲击式水轮机内部的流动特性进行数值模拟,具体研究内容如下:1.研究四喷嘴冲击式水轮机内部给水机构能量损失机理,寻找到造成四喷嘴冲击式水轮机内部的损失情况及原因。2.通过对四喷嘴冲击式水轮机给水机构在运行中产生的不良流动既二次流的流动特性的研究,探求二次流在给水机构中的发展特点。3.通过对四喷嘴冲击式水轮机全流域进行仿真数值模拟,结合气液两相流的特点,分析自由射流冲击转轮的整体做功工作过程,探究四喷嘴冲击式水轮机射流与转轮在做功阶段的流动特性。研究结果表明,在四喷嘴冲击式水轮机中给水机构的能量损失集中在配水环管以及喷嘴上,其中喷嘴的能量损失占主要部分。配水环管内的能量损失主要集中在各分叉管口尖角壁面以及弯管截所产生的二次流这两个方面。喷嘴主要能量损失主要集中在从配水环管进入喷嘴内部的不断发展的二次流中。在射流冲击转轮水斗做功的过程中,存在过量射流溢散流失现象,使得射流较多的水斗并未和射流完全进行能量的转化,是做功过程中主要的能量损失点之一。