这些年来,水电事业蓬勃发展,在大江大河上修建了众多水电站。水流从上游泄至下游,势能转化为动能。如果这部分动能在大坝泄洪出口没有得到削减,将威胁大坝和下游河道的安全。底流消能是应用最早的消能方式,它适合于中低水头水电站的消能,对尾水的适应性好。随着水电工程的发展,人们对底流消能的研究越来越多,发展了适应不同条件的众多高效消能工。实践表明,表孔和底孔共用消力池联合消能的底流消能方式继承了底流消能的特点,同时它兼具了传统方式没有的新特性。表底孔共用消力池有助于底孔的高速临底射流横向扩散,与表孔出流充分碰撞,同时大量掺气,提高消能率。流体力学的研究方法主要有三种,即传统的理论分析、物理模型试验和依靠电子计算机的数值模拟。然而由于消力池紊流的复杂性和边界条件的限制,对这种具有不同水力特性的泄流混合之后的水力特性还不能用理论分析的方式得到更普遍的规律。为了研究表底孔共用消力池的水力特性,本文在前人对底流消能的研究基础上,依托莲花寺水库枢纽,采用物模和数模结合的方法对表底孔共用消力池的水力特性进行了进一步的研究。(1)建立莲花寺水库枢纽水工模型。针对原方案和两个优化方案对消力池内的流态、流速、压力和消能率进行研究。对比分析每种方案这些水力学参数,提出最佳优化方案。(2)采用RNG k-ε两方程湍流模型和VOF法模拟消力池的水流运动,研究不同方案下消力池内的流速和压力分布。用物理模型加以验证,证实数模可靠性,也同时验证最优方案。(3)针对分水墙对消力池内流速和压力的影响,对原方案和优化方案一采用数模的方法进行进一步研究。分析水平剖面上流速分布的变化情况,提出底孔横向扩散角的变化规律。(4)对本文进行总结整理,分析研究过程中没有考虑完全的地方,针对这些不足提出后期的展望。本文的研究方法以及研究成果可以为将来的工程设计和研究水工水力学的问题提供一定参考作用。