随着多喷嘴冲击式水轮机向高水头、大容量与大比转速方向发展,新型材料的使用导致水轮机刚度降低,由高速射流与旋转诱发的结构振动与共振、水斗表面损坏和水斗整体断裂失效十分常见,影响机组的安全稳定运行。目前对冲击式水轮机转轮结构的研究主要集中在静力学分析与模态分析上,针对瞬态动力学特性的研究相对极少,且研究手段多为模型试验,因此如何在设计阶段根据机组实际运行工况有效预测结构的动力学响应、提高机组的运行稳定性是冲击式水轮机转轮结构研发面临的关键问题之一。本文基于单向流固耦合数值模拟方法探究六喷嘴冲击式水轮机不同转速工况下的流动特性、转轮动力学响应与共振特性,主要研究内容与结论如下:（1）采用均质多相流模型对冲击式水轮机全流域进行非定常数值模拟,分析水轮机运行中三个流动阶段的流动特性与流动损失,并对水斗表面动水压力载荷进行监测,结果表明:主要损失发生在旋转水斗内水膜流动过程,存在射流与水斗间流动干扰现象,高转速工况同时还存在多股射流间的流动干扰现象,使得水斗出水边上的测点压力脉动变化更加复杂。（2）通过单向流固耦合方法进行结构静力学分析得到结构薄弱部位,进一步分析水斗薄弱区域的动力学响应,并探究其与水压力载荷和流态分布之间的联系。结果表明:最大形变出现在水斗缺口尖端,转轮最大应力位于中间轴系与轮毂连接处,水斗最大应力位于正面分水刃根部。水斗动应力由低频高幅值应力与高频低幅值应力两部分组成,具有明显的周期性,整体形变量随着转速的升高而降低,等效应力则随着转速升高而增加。水斗结构动力学响应由斗叶内部受到的主要射流冲击力主导,水膜从出水边流出时以及流动干扰产生的不规则流体力相对于主流冲击对水斗的形变与应力影响很小。（3）在结构静力学分析基础上将实际运行工况下的激励进行简化,采用数值模态分析得到转轮的结构振型与固有频率,并进一步采用基于模态叠加法的谐响应分析法获取转轮薄弱部位的形变与应力响应情况,结合坎贝尔图确定共振工况点。结果表明:转速引起的离心刚化效应与激振力作用均会使模态略有上升但提升幅度很小。在转轮的三阶固有频率附近发生最大形变,在七阶及八阶固有频率附近产生最大应力,重点考虑三阶模态,确定易发生共振及谐共振的转速工况点为533 r/min、622 r/min、739 r/min。