摘 要：闸门作为一种节流装置，作用于各种水工建筑物的孔口上。水流在经过门槽时，由于水流边界的突然变化，导致流态复杂，易发生空化水流，导致附近的边墙出现空蚀现象。本文采用SST k-ω紊流模型对门槽附近的水流特性进行了数值模拟研究，主要内容包括：在不同的流速下，门槽内设置各种高度得弧形凸体对门槽内漩涡形态变化，涡心压强，边壁压强的变化。研究表明，门槽内设置梯形凸体可以减弱门槽内漩涡范围，随着弧形凸体高度的增加，漩涡范围逐渐减小;漩涡中心负压值和边壁负压值在h3=D/6附近达到最低峰值;凸体弧形段边壁出现较强的低压区。

关键词：门槽;空化;漩涡;凸体;压力;数值模拟

1 绪论

平板闸门结构简单，制造、安装和运输方便，造价低，是被广泛应用的一种门型。水流流经门槽时 ，会在在门槽内出现立轴漩涡，发生漩涡型空化;在门槽下游，水流有脱离边壁的趋势，形成分离型空化[1，2]。分离型空化进一步发展会出现空蚀破坏。

门槽附近水流流态复杂，门槽内的漩涡是影响门槽空化问题的主要因素，其压力和流速变化直接影响水流空化数。如何解决门槽的气蚀破坏，已成为水利行业技术中的关键技术，近年来国内很多学者针对门槽内流场进行了数值模拟研究。王汝权，孙建安[3]等人用守恒型格式結合多层网格法求解流函数方程，模拟方腔内涡流，具有较好的稳定性和较快的收敛速度。何士华，张立翔[4]等采用大涡模拟方法对水工平面闸门门槽区湍流场进行了计算分析，系统模拟了门槽的宽深比等几何参数变化对门槽内部及其附近水流的水力特性的影响。……