迄今为止，CFD(计算流体动力学)已被广泛地应用于反击式水轮机来提高其水利性能。而对于冲击式水轮机，由于其内部复杂的流动，包括自由表面，两相流，高度非定常流，所以很难获得可靠的数值解析解，冲击式水轮机的流动模式和机理仍未被完全地认识。由于计算机和CFD技术的发展，CFD技术应用于冲击式水轮机的研究将会对解析冲击式水轮机的内部流动机理以及设计高效率的冲击式水轮机起极其显著的作用。 冲击式水轮机的内部流动包括喷嘴内部的单相管内流，从喷嘴射出的自由射流以及在旋转水斗上的自由水膜流。由于自由射流实际上是两相的、三维的以及非定常的，因而其干涉实际上也是两相的、三维的以及非定常的。射流干涉严重影响了水轮机的水利出力和效率，同时也对冲击式水轮机的安全、稳定运行造成了很大的危害。因此，研究冲击式水轮机的非定常流动显得非常必要。作者致力于径直射流与旋转水斗背后干涉的研究以及多喷嘴冲击式水轮机有效射流干涉和无效射流干涉的研究。 为了观察非定常射流干涉，作者把卡通动画单元法和考虑了射流膨胀的相对轨迹法结合起来。通过应用此结合的方法，非定常流可被离散为一系列时间上和空间上均为定常的流动，因此，可用一系列稳定的数字单元来模拟一个类似的现象。 通过把相对轨迹法应用于每个动画单元的水斗切水刃，在每个动画单元，相对轨迹与切水刃相交的那一时刻代表该动画单元所处的“当前”时刻。相对轨迹的下部分为“过去”相对轨迹，而其上部分则为“未来”相对轨迹。如果在前面的动画单元中，过去相对轨迹落在水斗背面以内，这意味着在水斗背面发生射流干涉。在单位转速n<,DH>以及射流半径膨胀率k<,Ri>增大的情况下，作者发现，相对轨迹将收缩并增加了射流与水斗背面的干涉，单位转速n<,DH>的增大对背后干涉的影响比射流半径膨胀率％对背后干涉的影响更为严重。单位转速n<,DH>的增加是影响背后干涉的首要因素，而射流膨胀率的增加是影响背后干涉的第二因素。 在连续动画单元的开始阶段，相对于水斗前表面的“过去”相对轨迹把射流分为上游及下游两部分，上游射流将流入该水斗，而下游射流直接流向先前水斗。在动画单元的末尾阶段，如果下游射流能够流入先前水斗，则射流便可成为水斗的有效流量。如果直到动画单元的末尾阶段，下游射流无法进入先前水斗，则认为其为无效流量而成为流量效率下降的一个原因。在多喷嘴冲击式水轮机中，如果从第一喷嘴出来的无效流量遭遇从第二喷嘴射出的射流，则发生无效射流干涉。如果从第一喷嘴射出的有效流量直接遭遇从第二喷嘴射出的未进入水斗的射流。则发生更严重的射流干涉——有效射流干涉。通过把动画单元概念应用于多喷嘴冲击式水轮机，便可容易地推导出发生射流干涉的第一个动画单元数。作者揭示出无效射流发生的第一个动画单元数，为预测四喷嘴、五喷嘴以及六喷嘴冲击式水轮机发生射流干涉的可能提供判断基础。 最后，本论文总结了冲击式水轮机非定常干涉研究的结论以及不足。并且指出其研究前景。