多喷孔淹没式套筒阀是一种用于压力管道的新型消能型式,它是利用多股多层喷孔使水流高速喷出后在消力池内卷吸、掺混,形成强烈紊动水流来消减输水管道出口的剩余能量。目前,对于管道多孔射流的研究,多集中于动力工程中的混合问题和环境工程中物质的扩散问题,而对于利用多孔射流的紊动特性来消除管道出口处的剩余能量的研究目前尚不多见。本文采用RNG k ?ε紊流模型对管道出口多喷孔射流消能进行了三维数值模拟研究,研究喷孔的大小、数量、以及布置方式对该消能工消能效率的影响,并对喷孔的优化布置方式进行初步的探索。首先从各方面回顾和评述了射流理论,并对目前所使用到的各种紊流数值模拟技术进行了分析和评价,为本文模型的建立和完善打下了基础。通过比较各模型的优缺点,结合实际条件,建立适合多喷孔射流的数学模型。给出了流动的控制方程,对控制方程进行了封闭、离散和数值求解。其次,本文对单孔、双孔射流进行模拟,研究其射流的机理,并结合文献中的实验资料对数值模拟计算进行验证。结果显示计算值与试验值吻合较好,以此表明所采用的数学模型的可靠性,以及模拟计算值的合理性。本文以万家寨引黄入晋工程第1区段的管道出口消能问题为实际算例,对计算结果进行了分析。比较了采用VOF法和弹性盖法模拟自由水面对消力池内流场的影响,通过分析表明,两种方法的计算结果差异不大,特别是对流场没有影响,因而采用弹性盖法模拟自由水面是合理可行的。从计算结果来看,喷孔的大小、数量、以及布置方式决定了该消能工的消能效率。为了比较不同的工况对消能效果的影响,本文提出了断面余能比的概念,通过比较,发现喷孔交错梅花状的排列方式的消能效果明显优于平行排列的布置方式,给出了断面余能比与喷孔个数的变化曲线。根据计算结果,发现在现有的孔口面积及入口条件下,喷孔数多的消能效果优于喷孔数少的,但是喷孔数增加到一定数目时,变化显著减缓,因而并不需要孔口的无限加密,就可以实现能量的最大衰减。