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我国绝大多数水库修建于20世纪50至70年代，受当时客观条件限制，不少水库设计和施工质量＂先天不足＂，现在工程设施老化失修严重，大量水库存在安全隐患，因此除险加固工程迫在眉睫。本文针对水库除险加固溢洪道工程泄洪消能水力特性进行研究。利用计算流体动力学软件Fluent为模拟平台，选用k-ε紊流模型和两相流VOF模型模拟自由水面，对卧虎山水库溢洪道工程三维水流消能进行了模拟研究，并与水工模型试验结果作了对比分析，选择了优化的溢洪道工程消能方案。主要的内容和研究成果有：
(1)通过模拟整个溢洪道水域，得到了溢洪道泄流能力、水面线、堰面压力及流速分布等水力特性的相关数据，并且与物理模型试验的结果吻合良好，这说明模拟计算中所采用的标准k-ε紊流模型与两相流VOF模型对于模拟泄槽内水流流态是可行的。
(2)溢洪道控制段采用的堰型与泄流能力的大小相关。驼峰堰因其堰低、流量系数大等特点而被采用。经过数值模拟可知驼峰堰堰面压力分布呈“马鞍型”，堰面压力分布符合急变流动水压强的分布特点。由于驼峰堰属于低堰，水流流经堰面时纵向收缩不完全，因此水舌较厚，堰面压力较大，无负压产生。
(3)对消能进行了深入的研究。首先是消能段紊流模型的选择，对于精确模拟水流尤其是弯曲流线的水流紊流模型的选择十分重要，紊流模型适用性分析的结果表明在水流经过弯道时，采用Realizable k-ε紊流模型比标准k-ε紊流模型适用性更好，更能够精细的模拟水流运动。其次是消能段位于弯道附近的问题，消力池的右岸由于弯道的作用存在漩涡区和回流区，对于过流造成影响，通过加导流墙的方式有效的改善了不良流态，使得底流消能效率较为理想。最后是挑流消能的数值模拟，采用与底流消能相同的模型，模拟结果较好。
(4)对比两种消能方式，首先是消能效率的对比，挑流消能在不同泄流量情况下的消能效果均较好，而底流消能小流量下消力池效果较好，大流量下消能效果差；其次是对周围河床及建筑物的危害程度的对比，挑流消能大量能量在空中和冲坑内消杀，尾水流态对下游危害较小，而底流消能在大流量下对河床的冲刷作用大，且消力池内存在漩涡和回流，需要修建辅助的导流墙进行改善；从工程量方面对比，挑流消能需要的挑坎结构简单，便于施工，工程量较小，而消力池的开挖等需要的工程量较大。以卧虎山水库溢洪道除险加固消能方案为例，通过对比分析认为该溢洪道挑流消能方式更为合适，消能效率高且尾水流态对下游危害较小。