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近年来,随着水轮机单机容量及转轮直径的不断增大,大型水轮机的水力振动及叶片裂纹等稳定性问题越来越突出。振动和压力脉动是水力机组稳定性运行的主要因素,其中压力脉动产生于机组运行过程的非定常流场,是引起水轮机组振动及不稳定运行的主要水力振源之一。为了解决混流式水轮机全流道数值模拟对计算资源的要求问题,搭建了基于windows的一座具有八节点的并行计算平台,并对并行平台的基本工作性能进行了测试,得到了较高的效率,且随着网格数量增加,并行效率能够进一步提高。通过测试结果说明,在这种小型分布式并行机群上的并行效率是令人满意的。本论文利用湍流雷诺时均方程及RNGk-ε湍流模型,完成了混流式水轮机大开度下全流道三维定常湍流计算,获得了各主要过流部件的压力、速度等流动特征。并对大开度下同一开度不同单位转速的流动特征和能量性能进行了比较分析,为进一步进行三维非定常湍流计算奠定了基础。在定常计算的基础上,开展了包括转轮和导水机构、转轮和尾水管两级动静干涉的非定常湍流计算研究,获得了压力脉动的振幅和频率特性。大开度下在转轮前存在一个约为转频0.235倍的频率,该压力脉动的幅值在固定导叶前最高。此频率是由尾水管内低频压力脉动向上游传递而来的。在转轮叶片出口边存在约为转频2倍的压力脉动主要是由于尾水管进口处的压力脉动向上游传递形成的,约为转频与叶片数乘积1倍的压力脉动主要是流场受到转轮叶片随转轮旋转造成的影响。而尾水管内部压力脉动主频主要集中于肘管,直锥段脉动很小。在上述研究的基础上,进一步开展了混流式水轮机顶盖补气对水轮机压力脉动影响的研究。定常计算结果表明,气体对转轮内部流态影响,主要集中在0～0.4R之内,在0.4R～1R的范围内的影响较小。导叶开度12时,补气量0.15%时补气效果较好;开度10下补气量为0.1%效果较好。非定常计算结果表明,补气对于转轮内部的压力脉动影响比较大,补气前后转轮内部压力脉动频率不变,而对幅值影响比较大,使转轮出口的压力脉动幅值下降约50%左右。使尾水管内部的压力脉动主频从1.66Hz升高到8.28Hz,主频的幅值也有所下降。