水轮机尾水管是实现机组对能量回收的重要部件,对水轮机机组的整体能量特性和稳定运行具有很大的影响。尾水管的性能与其几何设计的外形有密切的关系。尾水管设计得好,内部流动均匀稳定,二次流动现象不严重,损失小,回能系数高。若设计不好,其内部流动将出现较大的回流和弯管处的对流现象,造成尾水管的振动加大,使机组运行处于不稳定状态。本论文针对赣州发电成套设备有限公司在水轮机尾水管实际运用中碰到的实际回能系数差的问题,采用Fluent商用软件,基于雷诺时均N-S方程和标准的κ-ε方程,以某水电站混流式水轮机机组模型尾水管为实例,通过理论分析和研究,探讨尾水管的阻力损失和回能系数的关系,推导出改形后尾水管的回能系数与单边扩散角度α、流量之间的关系;以及其阻力损失与单边扩散角α、流量之间的关系,同时阐明了回能系数和阻力损失在新型尾水管设计中的重要性,并由此作出相应的改形优化方案。在理论分析和研究基础上,应用Fluent软件对尾水管进行进行数值模拟仿真。通过Gambit软件对改形的尾水管进行建模,后采用Fluent商用软件对原尾水管和改形的进行模拟仿真比较,计算和导出一批仿真数据和图表,并由此进一步分析尾水管的速度场、压力场,并分析比较不同流量下改形前后工况尾水管的截面速度场和压力场。论文最后部分通过对Fluent仿真软件导出的数据和表格进行综合分析,结果表明,新型的改形的尾水管设计能够很好的解决一部分尾水管在实际运用中出现的问题,加强尾水管在实际中能量回收,其计算结果和表格分析为今后水轮机尾水管改形设计提供了有价值的依据和参考,对尾水管的设计和研究具有一定的科学意义。