水轮机在多泥沙河流中运行时,不可避免地会出现空化和磨蚀问题,上述问题会造成机组的性能下降。本文以某水电站型号为HLX180-LJ-145的混流式水轮机为研究对象,基于数值计算,改造水轮机转轮,在原型转轮叶片中加入导流翼结构,提出了6种导流翼尺寸方案,考虑了不同流量工况,对原型以及改型水轮机进行定常数值计算,研究导流翼长度以及高度的变化对混流式水轮机效率以及空化性能的影响,从中选取了最优性能的导流翼对改型前后的混流式水轮机进行深入研究,在Qd工况下对原型以及改型水轮机进行非定常计算,探讨非定常计算下加装导流翼对混流式水轮机空化性能的影响;在含沙水中对0.8Qd工况和Qd工况下原型水轮机以及改型水轮机进行固液气三相计算,分析含沙水下加装导流翼对混流式水轮机空化性能以及磨蚀性能的影响,为混流式水轮机的优化设计提供参考。研究成果如下:（1）在清水介质下比较了 0.8Qd工况和Qd工况点改变导流翼尺寸对混流式水轮机空化性能的影响。结果表明:相同长度下,导流翼高度越高,空化性能改善效果越明显;相同高度下,导流翼长度越短,空化性能改善的效果越明显。根据分析结果得到具有更优抗空化性能的导流翼结构。（2）选取最优方案的导流翼,在清水介质下,对原型和改型水轮机在Qd工况下进行非定常数值计算,探讨加入导流翼对水轮机非定常空化性能的影响。研究发现,一个旋转周期内转轮流道内叶片吸力面表面空泡体积分数及其分布不随时间变化而发生改变。加入导流翼后,转轮叶片吸力面表面最大空泡体积分数下降,改善了转轮过流通道的水流流态,提高了水轮机的抗空化能力。（3）在含沙水中分析了 0.8Qd工况和Qd工况下加入导流翼后对混流式水轮机空化性能以及磨蚀性能的影响,结果表明,加入导流翼,可以改善含沙水中转轮过流通道的水流流态以及泥沙流态,加入导流翼可以改善水轮机的空化以及磨蚀性能。（4）在无叶区设置监测点,研究了清水介质中Qd工况下,原型和改型水轮机无叶区压力脉动产生原因,结果表明加入导流翼后,压力脉动的波动变得不稳定,分析发现加入导流翼出现了低频高振幅现象。