1.一种兼顾水力、强度性能的混流式转轮多工况优化方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤1，通过采用贝塞尔曲线参数化技术，对来流有旋的转轮全三维反问题计算方法中的叶片区相对速度矩分布边界条件、转轮的上冠型线以及叶片厚度分布边界条件进行参数化控制，并得出混流式转轮的优化设计变量，最后根据混流式转轮的优化设计变量和来流有旋的转轮全三维反问题计算方法获得转轮叶片的三维叶片翼型数据，即得转轮叶片叶型；

步骤2，对步骤1获得的转轮叶片三维叶型构建多工况下的转轮叶片水力、强度性能分

析体系对其进行性能分析，获得各工况下转轮叶片的水力效率ηi、转轮叶片上的最低压力系数Cpi以及叶片上的最大等效应力σi，其中i表示工况编号，i∈(1,…,k)，k≥2，k为整数；

步骤3，对步骤2中获得的各工况下转轮叶片的水力效率ηi、转轮叶片上的最低压力系数Cpi以及叶片上的最大等效应力σi进行处理，获得优化后的终目标函数dη(X)、dCp(X)、dσ(X)，根据所得的目标函数建立数学模型。

2.根据权利要求1所述的一种兼顾水力、强度性能的混流式转轮多工况优化方法，其特征在于：所述步骤1的具体过程如下：步骤1.1，确定叶片区上冠和下环流线处的相对速度矩分布曲线；

步骤1.2，选取控制变量对整个叶片区的相对速度矩分布进行控制；

步骤1.3，选取转轮上冠型线作为优化对象，并选取控制变量对转轮上冠型线的几何形状进行参数化控制；

步骤1.4，选取控制变量控制各流面上的翼型厚度分布从而实现对转轮叶片的厚度分

布的控制；

步骤1.5，采用来流有旋的转轮全三维反问题计算方法将步骤1.2～步骤1.4选取的控制变量生成三维叶型数据。

3.根据权利要求2所述的一种兼顾水力、强度性能的混流式转轮多工况优化方法，其特征在于：所述步骤1.2的具体过程如下：采用四点三次贝塞尔曲线分别拟合上冠流线和下环流线处的相对速度矩分布曲线，然

后分别得到上冠流线处相对速度矩分布曲线控制点H1(xH1，yH1)、H2(xH2，yH2)、H3(xH3，yH3)、H4(xH4，yH4)和下环流线处相对速度矩分布曲线控制点S1(xS1，yS1)、S2(xS2，yS2)、S3(xS3，yS3)、S4(xS4，yS4)；令H2、H3、S2、S3的横坐标值保持不变，选取控制点H2、H3、S2、S3的纵坐标yH2、yH3、yS2、yS3作为控制变量，通过这4个控制变量即控制了上冠流线和下环流线处的相对速度矩分布曲线的形状，叶片区的相对速度矩分布条件由上冠到下环的n条轴面流线上的相对速度矩分布曲线确定，n≥15，所以根据这4个控制变量计算获得上冠流线和下环流线处的相对速度矩分布曲线以后，在两个相对速度矩分布曲线间进行线性插值获得其余n-2条轴面流线上的相对速度矩分布曲线，则总共n条轴面流线上的相对速度矩分布曲线被确定，从上冠流线到下环流线的这n条轴面流线上的相对速度矩分布曲线即确定了叶片区的相对速度矩分布，也表明通过yH2、yH3、yS2、yS3这4个控制变量实现了对整个叶片区的相对速度矩分布的控制。

4.根据权利要求2所述的一种兼顾水力、强度性能的混流式转轮多工况优化方法，其特征在于：所述步骤1.3的具体过程如下：采用五点四次贝塞尔曲线对上冠型线进行拟合，获得上冠型线的五个控制点P1(xP1，yP1)、P2(xP2，yP2)、P3(xP3，yP3)、P4(xP4，yP4)、P5(xP5，yP5)，保持控制点P1不变，同时控制点P2只能沿直线P1P2进行变化移动，即控制点P2只允许改变其横坐标xP2，从而保证上冠型线进口处的切线方向不变，确保上冠型线与活动导叶流道的光滑连接；为了控制转轮叶片出口过流断面的面积，选择控制点P4的横坐标xP4作为优化设计变量之一，即通过转轮上冠型线的优化设计变量xP2和xP4实现对转轮上冠型线几何形状的参数化控制。

5.根据权利要求2所述的一种兼顾水力、强度性能的混流式转轮多工况优化方法，其特征在于：所述步骤1.4的具体过程如下：首先，选取上冠流面处翼型的最大厚度 作为叶片厚度分布控制变量之一，通过如

下公式(1)确定叶片上冠流面处翼型的最大厚度值和下环流面处翼型的最大厚度值之间的关系：其中， 为上冠处翼型的最大厚度， 为下环处翼型的最大厚度，α为常系数，α取

值范围为0.95～1.0；对于最大应用水头Hmax≥200米的机组，α取最小值，对于最大应用水头Hmax≤50米的机组，α取大值，对于最大应用水头位于50米和200米间时，α按以下公式(2)进行取值：其次，采用四点三次贝塞尔曲线对原始转轮叶片的相对厚度分布规律曲线进行拟合，

并获得T1(xT1，yT1)、T2(xT2，yT2)、T3(xT3，yT3)、T4(xT4，yT4)四个控制点；将控制点T3、T4选为相对厚度控制的对象，为确保最大相对厚度值不变的同时只改变最大相对厚度的位置，选择T3的横坐标xT3作为控制变量之一，其纵坐标保持不变；此外，翼型尾部的厚度值必须由T4的纵坐标yT4控制，通过控制T3的横坐标xT3和T4的纵坐标yT4达到了控制叶片翼型相对厚度分布规律曲线的目的；最终，通过控制变量 xT3和yT4的数值达到了控制各流面上翼型厚度分布规律的目的，即实现了对叶片厚度分布的控制。

6.根据权利要求1所述的一种兼顾水力、强度性能的混流式转轮多工况优化方法，其特征在于：所述步骤3的具体过程如下：

步骤3.1，确定各工况下水轮机转轮的期望性能参数，具体为：转轮叶片的水力效率

ηi,Des、转轮叶片上的最低压力系数Cpi,Des以及叶片上的最大等效应力σi,Des，i∈(1,…,k)，k≥2，k为整数；

步骤3.2，采用如下公式(4)～(6)生成目标函数：

其中，ηi、Cpi以及σi分别代表在步骤2中获得的工况i下的转轮叶片的水力效率、转轮叶片上的最低压力系数以及最大等效应力；ηi,Des、Cpi,Des以及σi,Des分别代表在工况i下，优化设计期望达到的转轮叶片水力效率、转轮叶片上的最低压力系数以及叶片上的最大等效应力；dη(X)、dCp(X)以及dσ(X)则分别代表样本转轮与设计者期望转轮间的效率性能距离、空化性能距离以及强度性能距离；

步骤3.3，根据步骤3.2所得的目标函数建立如下式(7)所示的数学模型：

其中，ηi.Ori为初始转轮在工况i下水力效率；Cpi.Ori为初始转轮在工况i下的叶片最低压力系数；σi.Ori为初始转轮在工况i下叶片上的最大等效应力。