部分负荷时，尾水管内部的压力脉动是影响水轮机乃至电站稳定运行的主要水力振动原因之一。本文针对这一问题，基于三维N-S方程，采用同位网格的SIMPLEC算法和RNGk-ε湍流模型，对混流式水轮机全流道进行了定常和非定常流动的数值模拟。主要成果包括以下几部分：定常流动计算结果表明：同一单位转速下不同开度时，蜗壳鼻端处压力波动均较为剧烈，周向分布不均匀，但是经过固定导叶和活动导叶的过滤后周向分布基本对称；由于受到转轮和导叶动静干涉以及叶片数不一致的影响，活动导叶进口和转轮进口的周向压力分布差别较大。小开度时，较小的导叶出流角，使转轮叶片头部受到撞击，叶片上横向流动和背面的叶道涡严重，转轮出口靠上冠处有回流和横向流动，泄水锥下方回流严重；大开度时，转轮进出口流态都得到改善，尾水管锥管中心的不稳定流减弱。非定常流动计算结果表明：开度12时，转轮出口靠近上冠处压力脉动不显著，中间流线和下环处脉动较为强烈。尾水管中涡带主要集中于直锥段，呈螺旋型，在肘管处逐渐变小消失。尾水管内部压力脉动主要集中在直锥段和肘管，频率为低频，为转频的0.233倍；其中直锥段脉动幅值较大，内外两侧压力脉动频率基本一致。开度24时，转轮出口靠近上冠处没有回流，脉动小，中间流线和下环处压力脉动更为剧烈。尾水管涡带在直锥段水流形成的柱状涡，在肘管壁面的影响下，蜕变成较小的螺旋型涡带，涡带在旋转过程中随着螺距的增大强度减弱，并逐渐消失。脉动频率为转轮频率与叶片数乘积的倍数。尾水管内部压力脉动主频主要集中于肘管，而直锥段压力脉动很小。引入水气两相流模型，模拟主轴中心孔补气，研究了补气对尾水管涡带的影响以及对改善水轮机内部流态的作用。研究表明，不同工况下最优补气量的大小有一定的差异；补气量过小，气体能量较小，在转轮的影响下它很快稀释于水体中，进入涡带区域的气体很少，起不到改善水流的作用；补气量过大，又会使断面过水面积减小，使直锥段横向水流增强。