转轮是水轮机的核心部件,叶片的形状影响着水轮机运行效率。同时叶片也是水轮机中磨损最为严重的部位,在工程中每年都会因叶轮磨损造成机组运行效率下降,带来巨大的经济损失,而更换设备使得企业成本增加。逆向工程为制造业提供了一个全新、高效的重构手段,实现从实际物体到几何模型的直接转换。随着现代计算机技术及测试技术的发展,逆向重构技术已经成为研究热点。但是在逆向工程中,由于数据采集、处理和模型重构的过程中难免产生误差,导致叶片产生微小变形。而叶片形状的偏差,使得水轮机水力性能发生变化。因此,有必要对水轮机叶片在逆向重构中产生的偏差对水轮机水力性能的影响展开研究。本论文基于UG软件对水轮机叶片进行逆向还原,通过计算流体力学分析方法对叶片逆向重构偏差引起的水力性能的变化进行数值模拟分析,相关工作内容如下:(1)对比接触式和非接触式两种数据采集方式,选择测量精度高,对材质要求低的接触式测量,并采用平滑滤波、人机交互等方法对数据进行噪声点的去除。对三种逆向工程中常用的样条曲线理论进行简单概述。利用UG软件分别对不同曲线进行拟合,发现不同曲率的曲线拟合时使用点的数量占总数比例不同,曲率较大曲线所使用拟合点数远高于曲率较小曲线。使用“曲率梳”对重构曲线进行光滑处理。将重构后的曲线使用曲线分块拟合和整个曲面拟合方法重构为曲面。采用“偏差对比”,对曲线分块拟合和整个曲面拟合误差进行详细分析并使用“斑马线”对重构曲面进行光顺性判断。(2)在额定工况下,使用ANSYS CFX软件对原模型、曲线分块拟合模型、整个曲面拟合模型水轮机进行数值模拟。对三种模型水轮机内部流动特性进行对比分析,发现水轮机内部流动损失最大的区域为转轮。对比曲线分块拟合、整个曲面拟合两种重构方法所造成的误差对水轮机水力性能的影响。根据水轮机叶轮的压强,速度,湍动能等性能参数与原模型之间的差距,确定最优的拟合方式为整个曲面拟合。(3)采用整个曲面拟合方式,分别对叶片进水边,中部和出水边三个部分进行逆向重构,使用ANSYS CFX对所得的三种模型水轮机进行数值模拟分析。通过与原模型进行对比分析,发现叶片进水边重构误差对水力性能的影响最大。所以本文重点分析叶片进水边在重构时产生的误差对水轮机性能影响,发现重构曲面使得叶片进水边厚度增加,导致转轮内部流态恶化,水轮机效率降低。