淹没射流是流体运动的一种重要类型,它广泛的存在于工程实际中,如水垫塘的淹没射流消能、船闸的输水系统、利用淹没射流冲砂和清洗物料等等。但是在淹没射流中,特别是在非恒定流条件下,流体运动状态复杂,影响因素较多,淹没射流的特性不明确,因此,对非恒定流条件下淹没射流特性的研究具有重要的学术意义,同时对解决工程应用中存在的问题具有指导作用。本文以研究非恒定流条件下淹没射流特性为目的,建立了对应的单支孔数学模型,通过将数值模拟得到的计算结果与帕尼、拉贾拉南研究的矩形形状支孔产生的壁面射流实测值进行比较,来验证所建立数学模型的准确性与合理性,确保所建立模型的准确性。通过验证可知,数值模拟计算结果与壁面射流实测值基本一致,相对误差控制在2%以内,说明模拟值与实测值两者吻合较好。在验证数学模型的准确性与合理性的前提下,运用紊流计算软件Fluent,并采用水气两相流的VOF模拟自由表面,使用RNG k-ε紊流模型进行数值模拟,选择符合实际的孔间距和模型宽度,在不同的入射流速、不同的淹没水深和支孔间的不同间距情况下进行计算和分析,主要得到了以下结论:(1)根据单支孔模拟计算,并对计算结果进行分析可知,支孔出流工况靠近支孔的流场结构分为射流核心区、剪切层区、近边界剪切层区、上部低流速区等四个部分。不同射流流速对流场结构会产生一定的影响,流速越大,核心射流区域越大,相应的近边界剪切层区越小。(2)根据双支孔模拟计算,并对计算结果进行分析可知,双支孔射流时,受水流之间的相互作用,在射流入口区域流体相互作用明显,流体明显混合,流速越大,两流体混合时间越短。同时各截面核心射流区域最大流速与距离底部的高度呈四次方关系。(3)通过对双支孔不同间距模型的计算分析可知,支孔间距对水槽流体结构存在较大的影响,支孔间距越大,两流体相互作用越小,体现在流体流速上,截面流速分布越不均匀,影响水槽水流的平稳性;支孔间距越小,两流体之间的相互作用越强,流体动能耗散越大,流体流速趋于平稳的时间越短。表明,在支孔射流中尽量采用小间距布置射流孔,这有利于保证液面的流动平稳性。(4)不同流量条件下,支孔出流的射流主流区各垂直断面的流场分布比较相似,沿射流方向各断面的最大流速变化趋势也具有良好的相似性。