本文以物理模型试验为基础,在国内首次利用ADINA软件,采用结构化网格划分方式,RNGk-ε模型与VOF模型相结合的计算方法,实现了台阶式溢流坝水力特性的数值模拟。本次研究的对象是三种坝坡（40°、50°和60°）、两种台阶高度（8cm和16cm）的台阶式溢流坝,其单宽流量范围为q=0.007548m2/s～0.2394m2/s。研究内容主要有:流场各参数的数值模拟结果分析,包括水面线、流速、压强、紊动能七、紊动耗散率ε、掺气（VOF值）;台阶面时均压强特性分析;另外,本文还首次对台阶内漩涡的特性进行了分析。结果表明,流场各参数的数值模拟结果与现有的模型试验结果吻合度较高,这表明模拟所采用的方法是合理的。　　 水流经过堰顶之后且到达台阶段之前,由于重力作用,水面下降;初到台阶段时,由于台阶的存在改变了水流的边界条件而对水流的阻滞以及水流掺气作用,水面有所回升;随后,由于边界条件不再变化,水面线沿程逐渐趋于稳定。　　 台阶凸角连线内存在顺时针旋滚,漩涡的流速随涡旋半径的减小而减小,即漩涡中心处的流速小,向四周逐渐增大,但小于主流的流速,主流的速度等值线大致平行于坝坡面。在自然掺气情况下,台阶式溢流坝掺气率从水面沿水深方向逐渐减小,沿程逐渐增加,在台阶凹角部分,由于水流旋滚存在,该区水流掺混剧烈。　　 在台阶水平面上,压强极大值点位于水流冲击台阶水平面处,水流冲击点两侧的压强值均有所减小,呈现波峰现象;水流冲击点位于距离台阶凸角(0.3～0.5)倍台阶长度范围内,其位置随着台阶坡度的减小而逐渐向台阶凹角方向移动。在台阶竖直面上,负压区位于台阶凸角下竖直面附近,其范围占台阶高度的30﹪～40﹪左右;压强自台阶凹角向凸角方向逐渐减小,直至在凸角下缘达到压强极小值为止,台阶凸角处压强虽有所回升,但仍是负压。　　 紊动能k的数值,在水流冲击台阶水平面的附近,为其最大值区域,然后,紊动能向两侧递减,其中向台阶凹角一侧减小的速度快,向自由水面一侧减小的速度较慢。紊动耗散率ε值的极大值区,位于台阶凸角附近,过了台阶凸角向下游紊动耗散率逐渐下降,紊动耗散率从极大值区向台阶凹角和水面方向逐渐减小,而且减小速度逐渐变缓。　　 台阶上漩涡,一般出现在滑行水流和过渡水流中,从第二级台阶开始出现,并随流量增加而增大,其尺寸一般占台阶尺寸的70％以内,最后一级台阶受消力池的影响,在水平方向会超出一个台阶的长度。漩涡压强值的分布特点是,漩涡中心点以下,中部节点压强值小,两侧节点压强值略大;漩涡中心点以上,压强值随着离开台阶竖直面之距离的增大而略有增加;从全图来看,压强值的总体趋势是自下而上减小的。总之,漩涡压强分布是明流压强与纯粹漩涡压强的叠加。　　 漩涡流速值的较小值,对漩涡内部来说,一般出现在漩涡中心处、靠近漩项附近和漩涡开始流向台阶竖直面的转向处;对于漩涡外部来说,通常出现在台阶凹角处、水流冲击点附近和漩涡顶部。漩涡之流速值的总体分布特点是,随着漩涡半径的减小而减小,亦即,在漩涡中心处附近,流速值较小,漩涡边缘处附近,流速值较大。