贯流式水轮机在低水头水力资源开发中应用广泛。在贯流式水轮机中,转轮叶片与转轮室之间存在形状复杂、空间狭窄的间隙。叶片工作面与背面之间巨大的压力差形成了间隙泄漏流动。间隙泄漏流作为一种边界条件复杂、湍流强度高的不规则流体质点运动,会造成一定范围内的二次回流、泄漏涡、分离涡等不规则流动,严重影响了贯流式水轮机组的稳定运行,降低了有效水头、效率等参数指标。因此,研究贯流式水轮机叶顶间隙的内部流动和几何机构对提高水轮机能量输出、降低机组振动,保障水轮机的稳定运行具有重要意义。首先,以黄河干流某水电站的贯流式水轮机组为研究对象,采用非定常数值模拟对小流量工况、最优工况和大流量工况下的无叶顶间隙（δ₀=0mm）全流道清水工况进行计算,计算结果与后续叶顶间隙的流动特征进行对比。发现随着流量的增加,水轮机效率先增加再减小。沿着水流流动方向,压力脉动的主频由叶片通过频率逐渐变为低频,偏工况的压力脉动系数幅值高于最优工况。小流量工况下,尾水管内部产生了与叶片旋转方向一致的单螺旋涡带;在最优工况时,尾水管内部存在柱状涡;在大流量工况时,存在着柱状涡但该柱状涡有演变为螺旋旋涡的趋势,其旋转方向与转轮旋转方向相反。其次,对带有间隙的贯流式水轮机进行非定常数值模拟计算,选取δ₁=5mm、δ₂=10mm、δ₃=20mm三种间隙方案,每种间隙方案对应3种流量工况（小流量工况、最优工况和大流量工况）进行分析。发现在同一流量工况下,水轮机的效率和水头随着间隙的增加而减小。在同一流量工况下,间隙与水头、效率两个变量呈线性变化。压力脉动的主频没有随间隙的变化而发生改变,沿着水流流动方向,压力脉动的主频仍是由叶片通过频率逐渐变为低频,偏工况的压力脉动系数幅值依然高于最优工况。尾水涡带的变化与间隙为0mm时的变化相似,但随着间隙的增加,尾水管内部产生4个与叶片旋转方向一致的螺旋旋涡,旋涡不断生长,出现旋涡包裹涡带的现象。最后,对比无叶顶间隙,分析不同间隙大小对贯流式水轮机内部流动的影响。发现在同一流量工况下,随着间隙的增加,泄漏量增大,泄漏涡对主流的扰动范围由叶片背面逐渐向转轮流道的中心移动,泄漏涡的运动轨迹呈近似抛物曲线变化,应用涡动力学分析方法,发现沿着水流流动方向泄漏涡的旋转程度逐渐减弱;在同一间隙下,随着流量的增加,泄漏量增大,泄漏涡从叶片附近向转轮流道中心移动。随着间隙的增加,泄漏涡对各监测点的压力脉动系数幅值影响较大,当泄漏涡出现在监测点附近时,其压力脉动系数幅值明显变大。相比无叶顶间隙,间隙的大小对水轮机内部流动影响明显。