水力测功机,凭借结构简单、价格低廉、运行平稳可靠等特点被广泛应用到高速电机、发动机、涡轮机等动力设备的动力性能测试中。随着动力设备不断向高速性能发展,动力设备启动过程中的瞬态特性目前成为了关注重点。水力测功机作为动力设备的负载设备,其瞬态启动特性成为动力设备性能测试的关键。早期研究学者的关注点主要在水力测功机的整体结构、稳态特性和控制系统方面,对水力测功机瞬态加载特性的研究还相对较少。本文采用三维计算流体动力学（CFD）对水力测功机稳态和瞬态工况下内部的流动规律进行系统性的研究,分析定转子结构对测功机外特性曲线的影响。在此基础上进一步研究水力测功机瞬态启动特性的影响因素,并对比瞬态启动过程特性与稳态特性的不同之处。具体研究内容如下:（1）建立了水力测功机系统的全流域模型,数值模拟了水力测功机的稳态工况,将稳态外特性曲线与试验数据进行对比。结果表明模拟结果与试验结果高度吻合,证明了模拟结果具有较强的可靠性和有效性。（2）针对定转速稳态工况,通过不同截面处的速度云图和压力云图深入研究了水力测功机内部的流动规律。并且从叶片夹角和转子叶片数量的角度研究了定转子结构对水力测功机流动特性的影响,结果表明,定子叶片数为15的情况下,转子叶片数与定子叶片数相同时,水力测功机具有较大的吸收扭矩。并且定转子叶片夹角为45°,水力测功机的吸收扭矩最大。（3）在稳态模拟的基础上,进行水力测功机瞬态启动特性研究。对比水力测功机瞬态启动（加载）过程与稳态加载过程,结果表明水力测功机的瞬态启动过程会导致内部流场状态的滞后,在启动初期阶段,这种流场状态滞后的瞬态效应更加明显。进一步从加载规律和叶片结构的角度研究水力测功机瞬态启动特性的影响因素,结果表明瞬态启动初期阶段吸收扭矩主要受启动加速度的影响,启动加速度越大,启动初期阶段吸收扭矩越大;瞬态启动中后期阶段,吸收扭矩主要受流场所处状态影响,加载时间越长,流场滞后程度越弱,吸收扭矩越大。同时发现,启动初期阶段,叶片夹角越大,吸收扭矩越低;中后期阶段,夹角为45°的叶片吸收扭矩较大。转子叶片数为17时,在瞬态启动过程中具有较大的吸收扭矩和较小的震荡幅度,表现出良好的负载特性。