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低水头贯流式水轮机的流体动力学问题是当前水利机械领域研究的热点问题,如何提高机组整机性能一直以来都是研究者所关注的重点。随着低水头资源的不断开发和利用,贯流式水轮机也越来越多的被应用到工程实际当中去。现如今主要是通过对水轮机各过流部件进行改造优化,利用数值计算和模型试验相结合的办法来研究机组内在的流动特性,从而为改善机组的水力性能奠定基础。 本文针对贯流式水轮机的特点,在以往尚未有两叶片转轮问世的的基础之上将原有的三叶片贯流式水轮机的转轮作为改型对象,将其改型成为两叶片转轮,并对它做正反方向的CFD定常湍流计算,经计算初步验证了开发两叶片转轮是有可能的。 论文首先对改型的两叶片转轮进行单周期试算,之后对两叶片贯流式水轮机进行正方向的全流道水力计算。与此同时,为了探索两叶片在未来潮汐能电站中应用的可能性,本文做了试探性的反向研究。对机组反向单周期进行试算,确定出反向活动导叶和转轮叶片的最优开度,揭示了不同导叶开度对反向流动性能的影响。最后,为了提高正向发电效率,研究了尾水管的几何形状对流动性能的影响。通过计算常见五种类型尾水管的效率,选取性能最好的进行正方向全流道数值模拟。通过修改长度和扩散角度,揭示了几何形状与尾水管回能系数之间的关系。最终使得尾水管与转轮室达到较好的匹配,降低了水力损失,改善了内部流态。初步印证了两叶片转轮开发的可能性和必要性。