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混流式水泵水轮机普遍存在S特性区，严重影响蓄能机组的安全稳定运行，其产生的内在原因和解决方法是目前研究重点。本文以模型水泵水轮机为研究对象，对小导叶开度下的水轮机及反水泵运行的多个工况进行了整体流道的三维数值计算，探讨小导叶开度下S特性区机组内部的三维流动特性。选取了性能曲线在S形区域的不同运行工况点进行内流特性分析，发现在飞逸附近工况导叶和转轮内主要表现为漩涡流；在制动工况活动导叶和转轮间的无叶区内表现为明显的“水环”状流态，仅有少部分水流能流入转轮；反水泵工况的流动则更加复杂，整个流道中均有大量的漩涡