本发明公开了一种基于轴面流速控制的轴贯流式水轮机转轮叶片优化方法，具体包括如下步骤：步骤1，建立水轮机全流道三维数值仿真模型，获取最优工况转轮出口速度分布曲线；步骤2，以转轮出口速度分布规律为优化变量，以尾水管水力损失最小为优化目标，建立转轮出口速度分布优化设计模型，并进行优化求解，得到最优转轮出口速度分布曲线；步骤3，以转轮叶片在最优工况和额定工况效率最优为目标函数，以步骤2优化得到的最优转轮出口速度分布曲线为约束条件，建立转轮叶片优化设计模型并求解。解决了目前轴贯流式水轮机转轮叶片优化方法存在的工作效率低、难以获得兼顾转轮叶片水力性能和尾水管水力损失的全局最优解的问题。
