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考虑到水轮机内部流动复杂性，基于无粘性理想流体假设，以流体运动控制方程为基础，综合考虑多方面因素，研究适用于本项目的湍流模型。采用有限体积法建立水轮机三维全流道高精度数值模型，开展水轮机全流道的全三维CFD数值计算仿真研究，基于有限元法分别对转轮进行静力分析与干湿模态分析，探究其静力特性以及各阶固有频率、振型、危险点等动态特性。基于仿真结果，分析水轮机转轮总变形量、等效应变、等效应力等，对比不同运行工况下的转轮变形情况，分析转轮易变形的位置以及出现变形的原因，并研究在典型过渡过程下的水轮机转轮动应力时空演化规律。针对现有混流式水轮机进行多种稳态以及开关机、甩负荷等暂态工况的全流道耦合仿真，探究转轮部件裂纹萌生寿命的计算方法。在此基础上进行三维裂纹扩展演化分析，确定转轮裂纹的扩展速度、方向以及结构在当前裂纹长度下的剩余寿命。针对水轮机转轮开展劣化评估研究，构建转轮的性能劣化曲线。