以某400 m水头段的水泵水轮机为例，通过CFD开展了额定水头满负荷发电工况下原型机尺度的全流道非稳态数值模拟研究，并通过与相同工况下无叶区相近测点真机压力脉动的时程信号与频谱数据对比验证了该模拟的有效性。进一步采用POD方法对数值计算中间截面的两个周期流动的压力进行分解，验证了不同数据量对POD分解模态收敛性的影响，并获得和解释了该工况下的累计能量占比超过75%的前9阶主要模态，体现了流场的主要能量分布与空间结构；同时采用DMD方法对相同截面的三个周期流动的数值结果行了分解，DMD分解得到的前6阶模态分别展示了水泵水轮机工作过程中叶频及其谐频、导叶数量、动静干涉效应以及转动效应的相关流动结构，体现了水泵水轮机内流过程的时序演变特性。结果表明，由于叶片、导叶数量引起的无叶区局部区域的耦合正负压力对的变化过程是特征频率叶频、导叶频率和动静干涉现象的主要原因，动力学模态分解方法能够有效反映流动过程的特征频率。