为了探究桥墩局部冲刷产生的机理,研究不同水文条件下桥墩周围绕流流场的涡系结构、非定常特性及自由液面对流场结构的影响,本文以单圆柱形桥墩为研究模型,利用计算流体力学商业软件Fluent对过临界区雷诺数Re=8.0×106下不同水位的三维桥墩绕流进行了数值模拟计算。先取5m水位的工况进行雷诺平均(RANS)单相流计算作网格无关性测试,分别做了834万、1175万、1628万三套测试网格,经过计算分析并考虑现有的计算资源,最终确定网格数为1175万的节点分布作为本文其他工况计算网格的节点分布。再对lm、2.5m、5m三种不同水深的桥墩进行分离涡(DES)单相流计算,即不考虑自由液面对流场的影响；通过分析比较得出三种不同的水深在不考虑自由液面对流场影响情况下的墩前马蹄涡系的相对位置大致相同,不随水深的变化而变化,墩后尾迹涡系同墩前马蹄涡系不存在明显的耦合关系。此外,通过取5m工况单相流RANS计算结果的一个“拟周期”内的三个时间点分析后,较为详细地描述了桥墩周围涡系结构的生成机理及其形态。最后取2.5m水位工况考虑并用VOF技术捕捉自由液面,得出了两相流计算的墩前马蹄涡系与单相流计算的基本相同,即2.5m水位工况的自由液面对墩前马蹄涡系没有很大影响；且墩后尾迹涡系同墩前马蹄涡系也不存在明显的耦合关系。