平面钢闸门作为水工建筑物的重要组成部分,广泛应用于各种水利工程。近些年来,高水头、大流量电站不断兴建,对平面钢闸门运行的安全性和可靠性也提出了更高的要求。平面钢闸门的振动问题会直接影响其安全运行,极端情况下会导致平面钢闸门破坏,造成严重的安全事故。平面钢闸门振动的内因是其自振特性,外因则是过闸水流引起的脉动压力和负压的存在。作为直接过流面,流道中平面钢闸门底部的流速最大,其底部结构型式也会对过闸水流流态产生比较大的影响。本文以上、下游有压条件下的平面钢闸门为主要研究对象,参照国家标准规范条款,分别设置了四组闸门底缘结构型式。首先利用Fluent进行二维流场数值模拟,然后利用Ansys Workbench平台,进行三维单向流固耦合数值模拟。本文的主要内容和结论如下:(1)利用ICEM建立二维平面闸门过流模型并进行前处理,基于Fluent对四组闸门进行二维流场数值模拟,计算得到流场的速度矢量、脉动压力等参数,初步分析了具有不同底缘型式的闸门对过闸水流特性的影响。(2)基于Ansys Workbench平台,建立四组具有不同的底缘型式的闸门,分别设置两种运行工况,进行三维单向流固耦合数值模拟。流场部分验证二维流场模拟的部分结果,结构分析部分通过对四组闸门在两种工况下的数值计算,对闸门结构的各个方向的变形量、应力分布和各平面剪应力的统计与分析。(3)通过上述二维流场分析和三维单向流固耦合数值模拟,对比分析了不同闸门底缘结构型式对过闸水流的影响;通过设定相同的运行工况,对比了不同闸门底缘结构的变形情况与应力分布情况,结合强度理论,对具有不同底缘结构的闸门进行了分析;通过设置不同的运行工况,得出了入口速度增大时,闸门的变形和应力的变化规律。