在实际运行的水利工程中,挑流消能被广泛运用。对挑流的各研究方向中,水气两相流水动力特性至今仍是研究重点,其中对挑流射程、湍动能强度等水动力要素的计算,对水利工程布设,对冲刷范围冲刷坑特性的研究具有重要意义。本文基于数值模拟软件OpenFOAM对挑流两相流的水动力特性进行数值模拟,其基本思路为:首先做物理试验,测量水舌挑流射程这一参数;然后构建渠道挑流数学模型,检测模型网格划分质量并优化网格划分方案;之后将三种常用的湍流模型（标准k-ε模型、k-ω模型和k-ω SST模型）的射程模拟结果与物理试验实测数据相比较,这样做既验证了数值模拟的准确性,又优化了模拟对湍流模型的选择方案;最后,本文基于合理的网格划分和湍流模型选择方案,对挑流两相流数值模拟结果在水舌断面流速、能量损失率、渠底流速场压力场和湍动能值等方面,进行了量化的水动力特性分析。此外,本文在第4章中分析了网格细化和边界层细化对数值模拟结果的影响。在第5章第1节中还将实测的挑流射程数据与两种不同经验公式计算出的挑流射程数据进行比较,分析了两组经验公式的不同和各自的优劣。通过模型试验可以看出,水流经挑坎挑起后跌落,在跌入下游水体处形成剧烈水气混摻现象。在对数值模拟结果的分析和比较中,本文得出以下结论:在网格划分方面,合理地设置边界层细化可以显著地提高数值模拟结果的准确度,因此它能得到更好的网格划分方案;在湍流模型选择方面,相较于标准k-ε模型和k-ω模型,k-ωSST模型被证实更适合本文中挑流两相流的数值模拟;在经验公式计算水舌挑流射程方面,若不考虑空气阻力、边壁摩擦力和水颗粒运动等因素,理想化的射程计算值会比物理试验实测值大31%左右,这说明了在预测水体运动时考虑各种阻力因素的重要性;在对水舌和渠道水体进行水动力特性分析方面,本文将空中段水舌按形态依次分为初始段、过渡段、分裂段和破碎段,并对其进行了相应描述。水舌在空中运动时,随着水舌挑距的逐渐增加,中心流速与边界处速度的差距逐渐增大,断面流速逐渐呈现出对称分布的规律,水舌断面平均流速在最高点后侧达到流速最小;对水舌空中段能量损失率η的研究结果表明,能量损失率η并是不变的常数,它会随着水舌射程的增加而不断增大;此外,渠底流速滞点约为距挑坎20.52cm的下游侧,此后下游渠道断面流速曲线由不规则曲线逐步向对数曲线过渡;通过对渠底沿程压强曲线的绘制,本文找到了下游渠底最大压强点位置,其位于距挑坎21cm的下游侧,值为538.7pa,该位置上渠底脉动压强随时间逐渐减小,分析原因是由于水垫对渠底压强的变化具有一定的削弱;最后本文研究了下游渠底沿程湍动能的变化,其变化曲线表明,渠底湍动能沿程先增大后稳定再减小,该变化规律反映了渠底冲刷最为严重的区域范围,而这里正是在工程实际中需要重点防护部分。本文将物模试验与数值模拟相结合,通过本文可以看出,研究挑流射程需要考虑水气两相流,本文构建的两相流模型可以准确地数值模拟渠道挑流问题。这对此类工程实际具有一定的指导意义。