高水头水泵水轮机的稳定运行是非常重要的,影响水泵水轮机稳定性的一个重要参数是压力脉动,压力脉动是引发蓄能机组及厂房及振动的典型振源。本文采用模型试验和数值模拟相结合的手段对水泵水轮机内部压力脉动进行了研究,采用等比例缩尺的模型水泵水轮机为研究对象。通过模型试验和CFD方法,对低比转速水泵水轮机活动导叶区压力脉动进行研究,并研究不同工况、不同导叶开度以及不同流量对导叶区压力脉动的影响,研究结果可以对低比转速水泵水轮机导叶区压力脉动有进一步了解,为机组稳定运行提供参考。对高水头水泵水轮机模型试验装置进行改造,将四个普通活动替换为特殊活动导叶,特殊活动导叶在导叶高度的1/2处均匀布置4个压力传感器,每2个活动导叶组成一个流道,用来监测活动导叶区压力脉动。同时建立过流部件三维CFD模型,采用三维定常数值模拟对SST、k-E、k-ω、RNG k-ε四种湍流模型进行数值模拟计算,通过比较数值模拟与特殊活动导叶模型试验外特性,结果表明当湍流模型为SST时,数值模拟结果更接近于高水头水泵水轮机模型活动导叶区试验结果,并得出活动导叶处平均压力分布情况。在水泵工况最优工况点,根据PIV试验得到流场速度矢量图与数值模拟得到的流场进行比较。结果表明,SST湍流模型在外特性与活动导叶区内部流场模拟上,都更适合水泵水轮机数值模拟计算。采用三维非定常雷诺平均法对水泵水轮机内部压力脉动进行模拟,结果表明,沿着活动导叶流体流方向,距离转轮进口越近,活动导叶与转轮的动静干涉现象越明显,监测点的幅值就越大,并且监测点的频率特征随着监测点距转轮进口距离不同也有变化;1号导叶与3号导叶组成的流道和2号导叶与4号导叶组成的流道相距180°,位于不同流道同一侧的导叶上监测点变化规律相同,即1号导叶与2号导叶变化规律相似,3号导叶与4号导叶变化规律相似。模型试验与CFD流动分析比较研究,填补现有研究成果不足。水轮机工况下n11=34.05r/min,20mm导叶开度不同位置监测点数值模拟结果与模型试验结果对比,不同导叶开度下不同位置监测点数值模拟与模型试验得到的ΔH/H值有偏差,并不完全一致,但在不同位置监测点处数值模拟结果与模型试验结果变化趋势基本一致。从数值模拟结果来看,距蜗壳进口近的1号导叶与3号导叶处监测点压力脉动的数值模拟结果更接近模型试验测量值。水泵工况下,pump-6工况点处对数值模拟和模型试验得到的结果进行分析比较,在4个导叶上各监测点处,数值模拟结果能够较好的反映出活动导叶区压力脉动特性,且与模型试验结果相差不大,压力脉动的数值模拟结果能较好的反映模型试验测量值。分析了水轮机工况和水泵工况下,数值模拟和模型试验得到的无叶区沿整个流道传播特性,结果表明,数值模拟能较为准确的反映出水泵水轮机内部无叶区压力脉动传播特性。