我国含沙河流众多，水轮机在含沙水流中运行所受到的危害相当严重，水轮机磨损预估技术的研究是具有很高实用价值和理论意义的研究课题。水轮机中固液两相流的流动机理研究是水轮机磨损研究的基础和关键技术。 本文通过数值模拟方法，对水轮机转轮内部固液两相湍流进行研究，建立了三维两流体固液两相流湍流模型和数值模拟模型，并建立了磨损破坏预估模型。研究中，对前人的工作进行了改进，在固粒相动量守恒方程中增加了压力项，考虑了压力对固粒相的影响，提高了计算精度和收敛速度。同时，使建立的计算模型可以模拟高含沙量的固液两相流问题。全文共分七章。 第1章　综述了水力机械固液两相流及磨损预估研究的进展，对固液两相流模型进行了总结。简述了本文研究的目的、意义和主要内容。 第2章　对湍流模型和数值模拟方法进行了综述，建立了贴体曲线坐标下的三维湍流物理、数学模型的方程形式。采用staggered格式的控制体积方法对方程进行离散，编制了计算程序。为了验证计算方法和基本程序，对有计算或实验结果的简单流动；二维方腔流层流流动和90度方形断面弯管的层流流动进行了计算。 第3章 对混流式水轮机模型转轮—A和根据三峡电站设计的原型转轮—B分别进行了三维清水湍流数值模拟，模拟中采用了k-ε模型，并且引入了科氏力的修正项。针对模型转轮一A计算了四个典型工况，获得了合理的流速和压力分布，在此基础上计算了各个工况下的转轮的水力效率并与试验结果进行了比较，取得了一致的结果。为了弄清三峡水轮机转轮内各典型工况的流动状况，为该转轮的固液两相流和磨损预估进行必要准备，针对转轮—B进行了最优工况、高水头工况、低水头工况和大流量工况的计算。 第4章　推导了水轮机转轮固液两相湍流的控制方程，建立了数值模拟模型。在求解固粒相动量守恒方程时，对前人的工作进行了改进，在固粒相动量守恒方程中增加了压力项，考虑了压力对固粒相的影响，提高了计算精度和收敛速度。同时，使计算模型可以模拟高含沙量的固液两相流问题。使用该模型通过数值计算获得了三峡转轮流道内水、沙的流速分布；压力分布和泥沙浓度分布。 第5章 建立了磨损破坏预估模型。对位于黄河上游刘家峡水电站HL001模型转轮进行两相流和泥沙磨损数值模拟，并与相应的磨损实验结果进行比较。检验了本文所采用两相流计算模型和泥沙磨损预估模型的合理性。 第6章 在三峡转轮固液两相流数值计算的基础上，依据第5章建立的水轮机转轮磨损预估模型，预估了三个不同工况转轮的泥沙磨损情况。计算表明汛期三峡水轮机转轮将有一定的磨损，磨损的主要部位是叶片正面靠近出口和下环面的三角区。 第7章对全文进行了总结。