近年来,洪涝灾害的频繁发生,增加了水利枢纽工程中泄洪的研究意义。不论高坝还是低坝,泄洪都是一个值得深入研究的复杂水气两相流难题,众多学者投入大量精力开发可以研究泄洪的方法。21世纪前,对泄洪的研究方法主要集中在物理模型试验上,随着近些年计算机科学技术的发展和计算流体力学理论的完善,对数值模拟方法的研究也逐渐展开。本文首先对现阶段水气两相流的研究成果进行了概述,并探讨了模拟泄水建筑物消能的意义。在此基础上叙述了广大学者对数值模拟研究的理论和方法,通过结合物理模型试验,对比两者的优点和缺点,分析其中的不足,并找出互补的方法。本文研究工作主要如下：1.对流体动力学的基本理论进行归总叙述,总结出三大基本控制方程的通用表达形式。列举研究两相流的几种常用方法,对比几种紊流两方程模型,总结其分别适用的场合。简要叙述紊流的边界条件和模拟自由水面的方法。2.介绍某水利枢纽工程的概况,模型试验的注意事项,模型的设计、安装以及试验方法。分析正堰和侧堰联合泄流时的水库泄流能力、压强分布、沿程水面线、水流流态等；对侧堰单独泄流时的流态进行分析。对比两种试验模型在同一库水位下时的泄流流态,得出侧堰泄流对正堰的影响。3.介绍数值模拟过程中所用到的软件,把求解CFD软件的几种核心算法进行分类,总结这几种算法各自适应的场合。对物理模型进、出口边界的适用条件和对应参数的计算公式进行归纳。并由一个简单的算例来总结Fluent的求解流程。4.适当简化实际工程,建立其三维可视化模型,用ICEM对其进行网格划分,选择合理的进、出口边界条件,采用三维κ-ε双方程模型,利用几何重建格式非恒定流迭代求解生成自由水面,复杂的几何边界采用非结构化网格进行处理,从库区到河道下游进行全程的水气二相流数值模拟,对比结构网格和非结构网格的精确性和易用性。用后处理软件对计算结果进行可视化分析,把计算结果与实测数据进行多方面对比,得出结论：数值模拟技术应用在实际工程的泄洪消能方面研究是可行的。