水利工程中泄水建筑物在下泄高速水流时常会遭受空蚀破坏。掺气减蚀已被理论和大量的工程实践证明是一种相对简单、经济和行之有效的减蚀措施。在特殊的水流及边界条件下，不仅流道的底板，而且其边墙也会受到空蚀破坏。采用侧墙和底板联合掺气设施是避免泄水建筑物全过水断面遭受空蚀破坏的一种重要途径。由于底、侧掺气设施会相互影响，使得底侧联合掺气设施的掺气水流特性比单独的底掺气或侧掺气水流特性更为复杂。本项目研究主要采用理论分析、模型试验和数值模拟相结合的方法，对有压洞出口突扩突跌掺气设施和陡槽底、侧联合掺气坎的掺气水流特性进行研究。主要研究了突扩突跌掺气设施水流流态、临界工作水头及影响因素、底侧空腔长度及相互影响关系、过流底板和侧墙的脉动压力特性，水流掺气浓度分布规律以及底板和侧墙掺气保护长度。对明流陡槽，主要研究了自掺气水流特性、单独侧掺气坎和底掺气坎掺气水流特性、底侧联合掺气坎掺气水流特性，包括底、侧掺气空腔及影响因素、陡槽底板、侧墙壁面的时均压力和脉动压力特性。得出突扩突跌掺气设施后形成良好掺气水流流态的临界工作水头随明槽底坡的增大而减小。突扩宽度对底空腔长度有明显影响，而突跌高度对侧空腔长度几乎无影响。掺气设施后底板和侧墙的脉动压力特性随流动区域不同而发生变化，稳定区的脉动压力分布更接近于正态分布。侧掺气量和底掺气量在不同的流动区域对水流总掺气量的贡献率不同，且随流量的变化而发生变化。陡槽中，由与单独底坎和单独侧坎构成的联合掺气坎的保护长度为单独底坎的1.1倍、为单独侧坎的1.8~2.0倍。紊流数学模型数值模拟结果与试验结果吻合较好，表明紊流数学模型能较好的模拟掺气水流特性，但掺气浓度的模拟结果误差相对较大，数值模拟方法还需进一步改进。本研究所得结果对更好的了解和揭示底侧联合掺气设施的掺气水力特性有较好的促进作用，也可为底、侧联合掺气设施更好地服务于实际工程提供有益的借鉴。 2100433B