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本文分析水轮机各过流部件内的三维流动特点及现行的水力设计方法存在的问题,提出了在采用传统的过流部件水力设计进行流道初步设计后,考虑各过流部件耦合作用关系,对整个流道进行三维粘性流动计算分析及性能预测,以流场数值模拟取代模型试验,修改完善设计的水力优化设计思想和方法.以某混流式水轮机设计为例,给出性能预测和部分优化设计结果,证明文中提出的思想和方法是切实可行的.