竖井进流水平旋转内消能工具有消能率高、施工简单、布置灵活、工程造价低等优点，对其研究具有较大的理论意义和推广应用价值。本文一方面通过模型试验的方法系统地研究了水平旋流内消能工流场的水力特性和影响因素；另一方面选取各向异性的K-ε模型和雷诺应力模型，分别用编程的方式和利用CFX软件数值模拟水平旋流泄洪洞内流场。 模型试验结果表明壁面压力的总体变化规律为在过渡段下游压力呈波状沿程下降的趋势，对于过渡段在淹没流流态、吸允流流态、自由流流态的压能、切向动能与轴向动能的转变规律不同。给出了过渡段后不同流态下的壁面压力表达式，从物理本质上分析了不同流态下的壁面压力的组成因素。 由流速资料的分析认为轴向流速沿半径方向呈抛物线分布；进口切向流速呈组合涡分布，其中自由涡占绝大部分区域。随着旋流的衰减和上游水位的降低，轴向和切向速度沿程减小而且沿径向的分布趋于均匀，切向流速的峰值有向轴心运动的趋势。随着下游水位的降低，轴向和切向流速沿径向分布趋于均匀，切向流速降低。下游水位越高，变化相同的上游水位时，轴向流速沿径向分布的变化程度越大。根据实测壁面压力和空腔直径以及泄流量得到动压管的修正系数为0.705左右。 在总结前人数值模拟研究旋流的基础上，分析了各种紊流模型模拟旋流问题的适用性，选择了各向异性的K-ε模型和雷诺应力模型。计算结果表明各向异性的K-ε模型模拟旋流时在上中游计算结果和实测值吻合较好，在下游时和实测值相差较大，但相对标准的K-ε模型在模拟旋流方面已有很大改进。雷诺应力模型更适合模拟旋流，西安理工大学硕士学位论文计算得到了压力、速度、消能率、旋流夹角、湍流脉动动能、耗散率的沿程变化，结果表明压力、速度、旋流夹角分布规律和试验结果一致，湍流脉动动能、耗散率沿程衰减，同一断面耗散率在靠近壁面处比其它径向位置大。关键词:内消能工，水平旋流，各向异性的k-:模型，雷诺应力模型