我国是一个水力资源十分丰富的国家,随着我国的水电开发逐渐向西部转移,山区河流中多泥沙的特性使得对水轮机的磨蚀研究成为近些年的一个热点。长短叶片混流式水轮机作为一种近年来新被设计出来的机型,被证明可以显著减缓我国多泥沙河流中运行水轮机的磨蚀。但对该种水轮机在多泥沙水河流中的内部流动状况及稳定性研究仍然不够充分。本研究以一个长短叶片混流式水轮机作为研究对象,对其进行三维建模并利用数值模拟技术对该水轮机在含沙水条件下的三个工况进行了非定常流计算。通过分析其内部流动状况和压力脉动情况,对各过流部件的磨蚀和稳定性进行了预估。本研究的主要内容如下:一、根据已有的木模图,对水轮机的蜗壳、座环、转轮、尾水管进行三维建模。将建立好的模型导进ICEM CFD内,对各部分进行分块和进行网格划分并对其质量进行检查。二、将已处理好的各过流部件网格文件分别导入CFX内,设置边界条件、求解计算条件。对三个工况下的水轮机进行非定常流数值模拟。三、对已计算完成的结果文件进行数据处理,提取各个工况下各个时间的压力、泥沙分布图并根据已有模拟结果将时域数据利用快速傅里叶方法(FFT)转换到频域上。四、根据已提取数据,分析对比出长短叶片混流式水轮机在各个时间点的内部流动情况并根据压力脉动情况对水轮机的稳定性进行分析。结果表明,随流量增大,导水机构处泥沙体积分数逐渐减小。叶片工作面处,泥沙受重力作用主要分布在出口边下环处。长叶片背面存在位于叶片中部的高泥沙体积分数区,而短叶片高泥沙体积分数区主要在出口边中部。尾水管泥沙分布受涡带影响,在小流量工况及最优工况下存在实心涡带,而在大流量工况下则存在空心涡带。水轮机稳定性主要受尾水管处的低频压力脉动影响,在导水机构处存在中频的主频压力脉动,转轮处存在主频为30倍(转轮叶片倍数)转频的高频压力脉动。