涵闸是常见的水利工程基础设施,在灌溉、排涝、防洪等方面有着极其重要的地位。相对于普通的水闸,涵闸在水力计算和结构计算中需要考虑更多因素。因此,研究涵闸水流水力特性对涵闸的设计、运行与科学管理并发挥其正常效能都具有十分重要的意义。本文采用水工模型试验方法,对涵闸洞内、消力池以及下游河道流态进行观测分析,并基于计算流体动力学商用软件FLUENT平台,采用RNGκ-ε紊流模型和VOF方法,对涵闸出流水力特性进行数值模拟。本论文的主要研究内容和取得的成果如下：(1)通过水工模型试验,得出了闸门运行控制条件和过闸流量特性,试验表明过闸流量与闸门相对开度基本成线性关系。(2)由于涵洞坡度较大,在各种水位组合和闸门开度条件下,涵洞内多数情况下属明渠流,而洞内水跃位置则取决于下游水位和过闸流量。试验结果显示,当下游水位降低或过闸流量增大时,水跃发生位置也随之远离洞口。在大中流量低水位时,消力池内容易形成偏流和回流,并影响消力坎后河道流态,但至下游直段河道后,流速分布趋于均匀,水流基本平稳。(3)通过优化设计,在涵洞内加设阻水坎,从而使得洞内水深有效增加,水流速度降低,水跃位置得到调整,改善了涵洞内流态和出口水流条件。(4)涵闸水流的数值模拟结果与模型试验结果的比较表明,流速和压力分布在总体趋势上相吻合。通过对水跃的相关参数的计算,并与模型试验值进行分析比较,计算值与试验实测值存在一定的误差,但相差并不大。