混流式水泵水轮机的特性曲线上存在有“S”特性区，对水轮机工况的启动并网、水轮机工况的甩负荷、调相工况转发电等过程的运行造成了不稳定的影响。为了避免混流式水泵水轮机运行时进入到“S”特性区，需要对其进行深入的分析和研究。　　水泵水轮机的S特性问题是一个牵涉到了多个学科理论的一个综合性领域，可以研究的方面有很多。飞逸工况是S特性产生的初始工况，为了研究S特性首先需要对飞逸工况有深入的了解。因此，本文对水泵水轮机在飞逸工况运行时其内部流动和对机组的影响进行了详细的研究。　　首先对水泵水轮机进行了单流道和全流道的数值计算，确定了活动导叶位于小开度和设计开度下的飞逸工况。对上述两个工况进行了比较分析，获得了各个主要过流部件的压力、轴面速度等流动特征;重点比较了转轮内部的速度矢量图、流线图、涡量图等，发现转轮内部形成的涡是引起它运行不稳定的重要原因，而涡的产生可能是和转轮域内过流通道的大小、叶片的几何形状等有关。　　在上述研究的基础上，详细地比较了不同转轮形状对其内部涡的影响。本文使用七叶片转轮、八叶片转轮以及长短叶片转轮进行了三维定常湍流计算，获得了不同转轮下其内部涡量的变化规律;重点地比较了同一个叶片下的吸力面和压力面的涡量分布。发现使用长短叶片转轮可以有效地减少涡的产生，对飞逸工况下涡产生和发展的机理进行了初步的探索。　　在定常计算的基础上对飞逸工况下水泵水轮机进行了全流道三维非定常湍流计算。分析了小开度和设计开度下的压力脉动、对比了小开度飞逸工况下七叶片转轮和八叶片转轮压力脉动的变化规律。得到了转轮域内的1倍叶片通过频率是水泵水轮机压力脉动中的主要脉动源，其压力脉动能量幅值最大且脉动频域范围较广，是影响水泵水轮机稳定性的重要因素之一。