中文摘要：

本项目采用先进量测手段与紊流数学模型相结合，对阶梯式溢流坝面二维和三维紊流场进行了数值模拟和实测研究。采用非结构网格处理阶梯坝面复杂边界，对自由水面引入了水气两相分层流中的VOF法；数模结果经二维激光测速仪实测验证，精度令人满意。在进一步探明阶梯坝面复杂水流特性的基础上，对阶梯坝的消能机理和掺气特性进行了深入研究并对大单宽流量下坝面的水流特性、如何提高其消能率和阶梯起始位置优化等进行了重点研究。查新显示，本项目采用三维紊流数学模型研究阶梯坝面流场及其水力特性，为开创性工作。研究表明紊动能耗散率最大值出现在阶梯的突角处，阶梯的最佳起始点应设在坝顶曲线段中部，增设掺气分流墩可防止空蚀提高单宽流量

结论摘要：

本项目采用先进量测手段与紊流数学模型相结合，对阶梯式溢流坝面二维和三维紊流场进行了数值模拟和研究。采用非结构网格处理阶梯坝面复杂边界，对自由水面引入了水气两相分层流中的VOF法；数模结果经二维激光测速仪实测验证，精度令人满意。在进一步探明阶梯坝面复杂水流特性进行了深入研究并对大单宽流量下坝面的水流特性、如何提高其消能率和阶梯起始位置优化等进行了重点研究。查新显示，本项目采用三维紊流数学模型研究阶梯坝面流场及其水力特性，为开创性工作。研究表明紊动能耗散率最大值出现在阶梯的突角处，阶梯的最佳起始点应设在坝顶曲线段中部，增设掺气分流墩可防止空蚀提高单宽流量。