真空泵机组现代抽水蓄能电站在水轮机工况下向电网输送电能，在水泵运行工况下从电网吸收电能。水泵水轮机根据电网调度，真空泵机组在水轮机与水泵工况之间转换频繁，过渡过程工况多达20余种。在过渡过程中，水泵水轮机运行轨迹可遍历特性曲线的4个象限。如在水泵断电导叶拒动工况下，机组运行轨迹从水泵工况出发，经历水泵制动工况、水轮机工况、水轮机制动工况，甚至反水泵工况。对水泵水轮机在历经4个象限区域时转轮内部流态演变开展研究，揭示不稳定流动结构的生成机理，对优化过渡过程调节保证控制及避免极端工况发生具有重要现实意义于水泵水轮机流动特性的研究主要集中在水泵工况驼峰区和水轮反“S”特性区，转轮在这些区域难以稳定运行，易发生剧烈压力脉动和机组振动。对于水泵工况研究。
采用稳态数值模拟的方法对某高比转速的水泵水轮机泵工况驼峰区的流态进行了分析，认为转轮进口及导叶区域的回流与驼峰的形成有密切的联系。张兰金等对采用单流道的数值模拟方法分析了水泵水轮机泵工况流态，发现水泵进出口轴面速度在不同高度不均匀。三维数值模拟的方法分析了水泵水轮机泵工况小流量下活动导叶与固定导叶之间内流态，发现回流主要发生在上冠处。前述研究采用稳态计算方法，并没有反应出流动结构的动态特性。在水轮机工况反“S”特性的形成与不稳定性的成因方面近年来国内外开展了比较丰富的研究，陈德新等通过流态可视化技术获得了水泵水轮机转轮进口局部流态，认为转轮进口周期性的非定常漩涡与反“S”特性形成有关，李仁年等通过模拟的方法得到转轮进口类似流动现象。
