平面闸门作为水工建筑物的重要组成部分,主要是可以在动水和静水中启闭来控制水工建筑物的蓄水和泄水。在水利枢纽的各种泄水、输水、引水和通航系统的过水孔道上,平面闸门被广泛应用于调节水位和流量、泄洪、拦河、船只运输等。平面闸门的两侧设置有门槽,而且近年来平面闸门的承压水头不断加大,单宽流量、孔口和闸门尺寸等都相应增大,包括相关闸门槽在内的流场需要满足闸门部分开启要求所造成的复杂运行条件,闸门动力稳定性及安全可靠性等问题凸显,在极端的水流流态情况下不仅导致闸门发生破坏,还会引发严重的安全事故。从计算流体力学的角度出发,采用适当的软件对包括门槽在内的平面闸门过闸水流进行数值模拟就显得相当重要。本文以上下游有压条件下平面闸门过闸水流为研究对象,参考国家规范和水工结构行业规范要求,设置了四种不同底缘结构的闸门型式,采用ICEM软件分别建立了多种不同的闸门开度模型,以Ansys Fluent软件为平台,进行了数值模拟。本文的主要研究内容和取得的成果包括:(1)基于计算流体力学的基本原理和流体力学的控制方程,采用数值模拟方法建立大涡模拟模型,设定了边界条件、离散格式以及数值算法。(2)选用ICEM软件对开度为0.16m的四个不同底缘的平面闸门过闸水流建立二维模型,以Fluent为平台进行数值模拟,得到二维流场的压力分布图、流线图和速度矢量图,在流场中设置三个监控点,观察了监测点的压力时程变化。(3)考虑门槽的存在,建立了开度分别为0.3m、0.5m、0.7m的四种不同底缘型式的平面闸门过闸水流三维模型,采用大涡模拟方法,以Fluent为平台进行数值模拟,分析了三维流场的压力分布和流线分布。设置三个监控点,获得了监控点的压力时程变化以及经过傅里叶变换得到的压力谱密度特征。捕捉到门槽内部漏斗形漩涡的存在,考察了闸下、闸后以及闸门两侧门槽内流场的压力、流线和涡流结构分布。对比分析了有门槽和无门槽平面闸门过闸水流的水力特性。