大涡模拟是一种重要的研究重力流的模拟方法,它能够反映其大尺度的流动特征。本研究采用大涡模拟对带坡道转换的连续释放重力流实验进行了模拟,对比二维和三维大涡以及雷诺平均模拟得到的密度云图,分析速度、浓度、深度平均速度、深度平均浓度、断面比能、密度弗雷德数和整体理查德森数的变化规律,并将模拟结果与实验数据进行比较,得出如下一些具体结论:(1)三维大涡模拟与二维相比,三维大涡模拟能够更好地反映出重力流的可解尺度部分运动;二维大涡模拟无横向延展,二维涡在深度方向过分发展;(2)时间、距离步长对大涡模拟影响很大,而时间步长在0.1 s至0.01 s的范围内变化对k-ε模拟没有明显的影响;(3)本研究基于科尔莫夫假设的量纲分析推出重力流三维大涡模拟所需的最佳时间及距离步长对于我们模拟说采用的网格分别为0.02 s,略大于小涡特征时间0.017 s,最小距离步长为0.001 m时,大于小涡特征长度一个数量级时,三维大涡模拟重力流的剖面速度、深度平均速度、浓度与实验数据拟合较好,高于k-ε所模拟的;而二维大涡模拟重力流的统计量还不如k-ε模拟结果;(4)三维大涡模拟断面比能曲线比密度弗雷德数能更准确地反映重力流的特征,在重力流的入口及平坡上为缓流,但在坡道转换的5.01 m-5.2 m处,断面比能随水深的增大而减小为急流;(5)实验和LES模拟数据均显示所研究重力流在斜坡上及平坡上的密度弗雷德数大于1,反映不出在坡道转换处流态的改变的特征,意味着我们需要对重力流放弃以往的临界弗雷德数为1的观念,一定程度上验证了此前的根据断面比能的理论研究成果。海底浊流坡道转换是油气沉积的重要场所,理解该处的浊流流动特性对预测海底浊流的沉积形态,理解其沉积机理,探索油气储藏的分布规律具有重要的参考价值。