淹没冲击射流具有便捷、高效、环境友好等优点,被广泛应用于水库清淤和航道治理等领域。淹没冲击射流的自由射流剪切层、壁面冲击区及径向壁面射流区存在大量的能量交换,同时流场内还有漩涡结构的形成、发展和破碎等发生,这些复杂的流动结构的演化特性不明确,无法为实际应用提供理论支持。该文以淹没冲击射流为研究对象,构建合理的计算域,在第三章采用不同数值模拟方法预测了多个冲击角度下自由射流区和壁面射流区的速度、压力及滞止点的分布情况,并将数值模拟计算值与实验结果进行对比。最后采用了 RNG k-ε湍流模型和LES方法,对淹没冲击射流时均流场和瞬态流场进行分析,掌握了淹没冲击射流的内部流动机理,主要研究内容如下:（1）应用Wray-Agarwal、RNG k-ε、SSTk-ω湍流模型及LES大涡模拟,分别对多个冲击角度下的淹没冲击射流进行数值运算,并选用RNG k-ε和LES分析了不同网格数和不同时间步长对数值计算结果的影响。通过与实验结果的比较,发现在自由射流区,W-A湍流模型的预测结果与实验值较为一致,在壁面射流区RNG k-ε表现最佳,当冲击角θ=90°时,LES在两个区域均有着较高的预测精度,总体而言,在本文所采用的网格方案下,RNG k-ε能够对淹没冲击射流流场的平均特性做出较为准确的预测。（2）采用两方程RNG k-ε湍流模型和LES方法对淹没冲击射流时均流场进行预测,发现在自由射流区域,径向均方根速度受到抑制;在冲击原点及射流剪切层区域,轴向均方根速度和径向均方根速度存在较大差异,流动为强各向异性。分析了雷诺数和冲击高度对淹没冲击射流结构的影响,不同雷诺数下,冲击壁面附近的径向速度、轴向速度分布、压力系数分布高度吻合,无量纲湍动能仅在冲击区内有数值上的差异,其他位置上的分布几乎一致。轴向速度在0＜z/d＜0.75的区间内下降地较快,其减小的速率随着冲击高度的减小而增大,在z/d＞0.75的区域下降的速度减缓最终趋于平稳,壁面的阻塞效应在0.75d以内;在近壁区内,在x/d=1.8处,轴向速度几乎为零,射流完成由轴向向径向的转变。径向速度在射流轴心线上为零,在x/d=0.2的近壁面处,射流已产生实质性偏转,径向速度沿着壁面射流流动方先增大后减小,在0.8＜x/d＜1.2区间内达到峰值,其峰值随着冲击高度的增加而减小。湍动能从壁面处开始沿高度方向迅速增大后逐渐降低,其增加或减小的速度随着冲击高度的增加而增加,冲击高度越大湍动能峰值越高。通过轴向均方根速度和径向均方根速度分布云图可知,自由射流的边界层厚度自喷管射出后沿程增长,当冲击高度增大至H/d=6时,边界层已向内渗透至射流轴心线处。（3）基于数值计算对不同参数下的卷吸性能进行分析,根据横向速度分布图得出,自由射流流体对周围静止环境流体的卷吸能力沿着流动发展方向逐步降低,但影响范围逐渐扩大,最终在近壁面z/d=0.375处卷吸作用消失。壁面射流的在冲击壁面的扩展速度明显高于其在射流中截面内的扩展速度,两个平面内半宽值曲线反向延长线与x轴的交点并不重合。壁面压应力最大值位于冲击原点,随后沿径向逐渐降低,下降速率随冲击高度的增加而减小,当冲击高度为H/d=6,低压区渗透整个冲击区域;壁面切应力从冲击原点由零开始快速增大后缓慢下降,变化速率随冲击高度的增大而增大,峰值位置在不同高度下基本重合,与均方根速度分量Ux,rms/Uj的最大值区域相对应。对不同射流参数下冲刷结果进行分析得出,沙坑宽度随雷诺数的增大而增大;在较小的冲击高度下,沙坑深度随雷诺数的增大而增大,当H/d＞6时,沙坑深度随雷诺数的增大出现先增大后减小的趋势。射流在撞击壁面形成壁面射流后,在下游靠近冲击平板处产生了一对大小相等、旋向相反的壁面涡,在壁面涡和两侧垂直壁面的作用下,形成了两个大的环形回流区,为杂质的掺混提供能量,壁面涡涡心随着冲击高度的增加而向着射流轴心线靠近,壁面涡的出现破坏了附近区域内速度分布的相似性。（4）应用LES方法对淹没冲击射流的湍流场特性进行计算,研究了雷诺正应力、雷诺切应力及各个湍动能生成因子与湍动能的关系,发现在自由射流剪切层内,ww数值较高,（?）,是正湍动能生成项的主要来源,（?）是负湍动能生成项主要贡献者,在壁面射流区域,雷诺正应力uu及速度梯度?Ux/?x具有较高的数值,因此（?）成为湍动能生成项主要的贡献者。涡量分布显示:自由射流受Kelvin-Helmholtz不稳定性的作用,在边界层内凸起,随着射流向下游的发展,K-H不稳定性沿程放大,最终在自由射流周围卷起明显的大尺度的涡结构;对自由射流阶段的流向涡和展向涡进行分析发现,展向涡对总涡量的贡献较大,于喷管出口后一段距离内生成,以圆环状包裹在射流核心区外,沿自由射流流动方向,展向涡沿径向向外渗透的速度比向内渗透的快;流向涡以呈对的方式分布于边界层内,其数值远小于展向涡,随着射流的发展,流向涡对的尺度沿径向增长。通过压力准则和Q准则,对流场内的拟序结构进行提取,与Q准则相比,压力准则对于尺度较小的拟序结构和二次涡的捕捉能力明显不足。Q准则清楚的显示了淹没冲击射流中展向涡和流向涡的拟序结构,它们是由不同的机理产生的,展向涡以涡环的形式出现在自由射流边界层区域,流向涡生成时间晚于展向涡,位于相邻的环状涡之间,促进了展向涡的变形和破碎。在壁面处,这些拟序结构在不同的时刻撞击到壁面上,造成非对称的撞击作用,使得射流滞止点发生抖动。淹没冲击射流的流场因两种涡结构的演化、碰撞和相互作用变得得较为复杂,进而主导了流场的湍流特征。