常规电站凝汽式汽轮机低压缸末几级和水冷堆核电汽轮机的全部级都在湿蒸汽区工作。随着蒸汽湿度的增加，湿蒸汽给汽轮机带来两方面的问题：一是蒸汽凝结产生较大的湿汽损失；二是湿蒸汽携带的二次水滴冲撞并侵蚀动叶，威胁汽轮机的安全运行。因此，研究自发凝结湿蒸汽两相流动，开展汽轮机通流部分的优化设计，对提高汽轮机低压缸效率有着非常重要的理论意义和应用价值。本文基于欧拉/欧拉流体流动描述的双流体数值模型，分析凝结流动中的复杂流动现象并提出湿蒸汽凝结流动控制方法。在确保数值计算精度的前提下，针对White静叶栅，提出三种凝结控制方法——平行通道、端壁翼刀耦合加热和叶片表面加热；对于某实际汽轮机低压缸末级静叶栅，从机理上评价了不同叶栅始末蒸汽参数对湿蒸汽两相流动的影响并提供了非轴对称端壁的通流结构优化方法。研究结果表明：
　　(1)对于White静叶栅，平行通道在吸力面的开设位置(D点)对叶栅通道内蒸汽参数的分布具有显著的影响，而压力面的开设位置(C点)对蒸汽参数分布及叶栅性能影响不大，鉴于对凝结激波强度及经济性的考虑，推荐宽度范围为3~5mm。关于端壁翼刀耦合加热方法，合理选择端壁翼刀开设位置及加热强度可优化叶栅的综合性能。随加热强度的增加，叶栅的气动性能先得以改善后逐渐恶化，且蒸汽焓降先小幅增大后迅速衰减，蒸汽熵增则先减后增；安置端壁翼刀可减小叶栅出口湿度及水滴直径；采取加热措施后，叶栅除湿效果更为显著，但单位加热强度带来的除湿收益递减；得到的最佳方案可在维持甚至略微优化叶栅气动性能的前提下，显著降低蒸汽整体湿度，同时略微减小流动损失等不可逆损失并增大蒸汽焓降。叶片表面加热可优化叶栅综合性能，但需要注意加热强度的选择。
　　(2)对于某实际汽轮机低压缸末级静叶栅，抬高蒸汽温度可拖延凝结的产生，缓解叶栅气动性能的恶化程度，且可较好地控制蒸汽湿度，但增大了水滴半径；增大始末压降可提高蒸汽马赫数但总压损失也有所提高，抬升背压可控制湿度并增大水滴半径。非轴对称端壁可较为显著地影响其高度以下的蒸汽参数分布。安置非轴对称端壁可减小局部蒸汽熵增并增大局部蒸汽焓降；在蒸汽焓熵值的控制上，不同安置位置系列中，F系列最佳，M系列次之，B系列最差；不同高度系列中，0.05系列最佳，0.10系列次之，0.03系列最差；安置非轴对称端壁可略微减小水滴直径，在控制湿度上，M0.05优化效果最佳，相比于ORI减小8.07%；在控制总压损失上，F0.10优化效果最佳，相比于ORI减小6.91%。B0.10的设计条件不被看好。