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采用雷诺应力湍流模型和PISO算法对自由水涡的运动全过程进行了仿真模拟,运用流体体积(VOF)模型处理自由表面问题,通过模拟计算得到了自由水涡的详细结构和运动过程.研究结果表明,自由水涡是由旋转能量的局部集中造成的,其旋转方向是由水池内水的旋转方向所决定的;自由水涡是一种类兰金涡,其旋转速度和压力的分布具有兰金组合涡的特点;没有长排水管的自由水涡在成熟阶段具有两个特征区域,分别称为吸气孔和抬气区.