评价水轮机性能的指标：水力效率、空化系数、压力脉动，运行中面临的主要问题：空化与振动，主要表现在下面几点：
（1）部分负荷压力脉动问题普遍存在
（2）空化和压力脉动诱发振动，振动加剧疲劳，导致叶片裂纹
（3）巨型水轮机转频易与流动激振频率接近而引发共振
压力脉动控制是水轮机行业的世界性难题，完善的性能预估流程也是开展水轮机水力设计及优化的基础。
空化性能预测
（1）螺旋型涡带（小开度），涡带集中于直锥段，旋转方向与转轮的旋转方向一致，旋转范围几乎占据了整个直锥段，在中心死水区形成空化区。
（2）柱状涡带（大开度），涡带旋转方向与转轮旋转方向相反，在旋转过程中随着螺距的增大强度变弱，并逐渐消失。
空化机理：空泡的形成、发展过程、溃灭的行为特性以及空泡间的。
空化监测
（1）空泡溃灭时产生高频脉冲波和辐射空化噪声，提取表征空化的特征信号，建立空化特征值与空化强度的关联。
（2）空化信号与空化程度之间尚未形成明确对应关系，为实时评估机组空化发展程度带来困难
水力机组振动与稳定性问题：
（1）考虑旋转效应的非稳态流、空化流、分离流、多尺度湍流流动机理非常复杂，是研究基础。
（2）稳定工况的转换过程和大波动过渡过程中的瞬变流动特征描述困难，是机组实际运行中的难题。
（3）部分负荷工况下过流部件和流动介质间的相互作用诱发的振动影响稳定性的关键因素。
（4）水力发电系统中的水力系统、机械系统、电气系统、支撑结构系统需要进行耦合研究。
