拦河闸式引水渠首以河道来水、来沙规律为依据,通过控制闸门的方式,主动灵活的控制枢纽运行,达到有利的泄洪、冲沙及引水效果。目前研究渠首工程运行方式的方法大多数为物理模拟试验方法,对闸门调度的数值模拟研究主要以输水渠道为对象,研究不同闸门调度下的水力响应过程,其中比较典型的数学模型是以圣·维南方程组作为渠道运行的控制方程,采用Preismann四点差分隐格式对方程组进行离散化处理,并用追赶法进行迭代求解,并对其闸门附近水位下降速率、波动的传播时间、水流波动幅度大小和影响范围进行分析。数值模拟方法在研究渠首工程闸门调度及运行方式方面的应用,比较典型的是应用VOF模型,结合k-ε紊流模型和分段线形方式构造界面的方法,模拟大型水工建筑物内的水流流动。本文在物理模型试验的基础之上对新疆某渠首工程的闸门调度及运行方式进行数值模拟分析,并对照物理模型试验结果,主要得到以下结论:(1)采用k-ε和RNG k-ε计算模型计算出的结果均可收敛,并且计算结果与实验结果能够较好地吻合,说明两种计算模型均可用来模拟该渠首工程的闸门调度及运行方式,但从左、右岸水边线和时间两方面考虑,k-ε消耗的CPU时间比RNG k-ε计算模型少10%~15%,并且k-ε比RNG k-ε计算模型模拟的水边线结果可以更好的与物理模型所得结果相拟合,故k-ε优于RNG k-ε计算模型。(2)采用k-ε计算模型,以VOF方法追踪自由流体表面,模拟不同工况下的渠首运行方式,分析相应的进、出口流量、水边线及各典型断面的流速,得出的计算结果与实验结果基本吻合,说明三维数值模拟的方法在保证较好的模拟渠首运行方式的同时,也弥补了物理试验费时费力,难于了解流场内部特性的不足之处,可用于该渠首工程及类似工程的闸门调度及运行方式研究。(3)根据河道来水规律,优化不同工况下的渠首运行方式,模拟得出的结果均可达到泄洪、引水要求。