大型的水利枢纽工程绝大部分采用溢洪道或泄洪洞宣泄水库中多余的洪水,消能方式亦都采用挑流消能。这些工程往往具有水头高、泄流量大、河道狭窄等特点,出挑水流极易对下游河道造成严重的冲刷,甚至威胁到工程的安全稳定。经过众多的研究和工程实践,窄缝消能工突破了常规消能工的界限,迫使出挑水流横向收缩,促使水流的竖向和纵向扩散,加剧紊动掺气,从而达到提高消能率、减轻下游河床冲刷的目的。然而,窄缝挑坎极易产生强烈的流激振动现象,破坏挑坎结构。燕尾挑坎由于末端缺口的存在,两侧水流主要从中间的缺口射出,使出挑水流到达纵向和竖向扩散的效果,能使边墙基本不受高速水流的冲击作用,但是其需要的挑角一般较大。因此,研究二者组合的特性,使其达到优势互补具有重要意义。由于高速水流的复杂性和地质地理环境的多样性存在,为了研究燕尾+窄缝组合消能工的水力特性,在收集整理国内外关于燕尾挑坎和窄缝挑坎研究成果的基础上,本文以长河坝水电站2#泄洪洞挑坎为研究对象,采用物理模型试验与三维数值模拟相结合的方法对燕尾+窄缝组合消能工水力特性的影响因素进行了分析研究,主要包括以下内容:(1)利用窄缝挑坎的基本理论对燕尾+窄缝组合消能工的消能机理做了较为深入的探究,总结了影响挑坎内水流的主要参数,为物理模型试验和数值模拟提供了思路。(2)建立比尺为1:50的长河坝2#泄洪洞物理模型,针对燕尾+窄缝组合消能工水流特性的不同影响因素,设计了 11个试验方案,分析了挑坎内水流流态、水深及流速分布等参数。根据试验结果,对相对较优的试验方案进行下游消能防冲试验,并从多角度进行对比,得出最优的体型方案。(3)利用FLUENT软件,采用RNG κ～ε双方程模型和VOF多相流模型对模型试验中4个不同的燕尾+窄缝组合消能工体型进行了三维数值计算,对比分析了不同方案挑坎内的水流流态、水面线、流速分布及动水压力分布等。分析数值计算的结果,并与模型试验的结果进行对比,验证数值计算的科学性和准确性。本文可为燕尾+窄缝组合消能工水力特性的研究提供参考。