中文摘要：

在进水口前的立轴旋涡，将恶化进口流态，降低过流能力，减少发电量，甚至造成水工建筑物的振动和空化破坏。项目重点研究旋涡生成机理、水工建筑物边界的诱导作用、旋涡自由面的处理方法、旋转动坐标系在旋涡分析中的应用、切应力及雷诺应力、VOF方法在立轴旋涡水汽二相流中的应用、数学模型及3D图象技术、去涡方法及比尺效应，寻求更具适用性的消涡措施。立轴旋涡生成机理及消除方法的研究将涉及到水力学、水工建筑物、紊流力

结论摘要：

立轴旋涡是工程中一种常见的水力现象。旋涡的存在，将恶化进口流态，降低过流能力，减少发电量，甚至造成水工建筑物的振动和空蚀破坏。立轴旋涡的研究涉及水力学等诸多学科知识，课题组采用理论分析与水工模型试验进行对比、数值模拟结果与试验数据对比分析、系列成果与单项工程科研相结合的技术路线，重点研究了水工建筑物边界的诱导作用、各因素对旋涡运动的影响、速度分布、立轴旋涡的数值模拟方法、消涡工程措施以及消涡原因等内容，首次导出了反映轴向变化的速度解析解，提出了一种确定涡核半径的新方法，观测了立轴旋涡的多圈螺旋流特性，总结了临界淹没水深计算公式，模拟了漏斗状旋涡空腔和多圈螺旋流，证明了立轴旋涡模拟的可行性，具有重要的科学意义。将研究成果应用于实际工程，有效地消除了进口前的立轴旋涡，改善了水流流态，提高了发电量，具有较强的实用价值和应用前景。在研究期间，课题组已发表和已录用的学术论文共计12篇，其中SCI和EI同时收录刊物2篇、EI收录刊物6篇，包括Journal of Hydraulic Engineering(ASCE)、水利学报、水力发电学报等国内外水利学科最重要的刊物。