自然界和工程中的大多数明渠流动多为紊流。明渠紊流边界层问题是明渠紊流研究中的一项重要内容。本文基于计算流体力学软件FLUENT,从N-S方程出发,采用标准k ?ε紊流模型,建立了明渠二维紊流数学模型,数值模拟了均匀加糙壁面及粗糙度突变壁面的明渠紊流流场。模拟过程主要以物理模型实验为基础,分析了明渠紊流的分区结构及流速分布、紊动强度分布和摩阻流速及壁面切应力的变化特点。本文的主要内容有:1、对明渠紊流边界层问题常用研究方法及内容进行了系统的总结和归纳。2、介绍了数值模拟中常见的紊流数学模型及其离散方法,重点介绍了FLUENT软件中所采用的有限体积法及其离散格式。3、对明渠紊流实验进行简要介绍,分析了均匀加糙壁面及粗糙度突增壁面的明渠紊流的时均流速与脉动结构,为后面的数值模拟提供参考依据。4、利用标准k -ε紊流数学模型,并选择“刚盖”假定方法处理自由水面,对均匀加糙壁面及粗糙度突变壁面的明渠二维紊流进行了数值模拟,计算结果与实验数据较为吻合,说明FLUENT软件数值模拟明渠紊流是可行的,其结果是合理可靠的。研究表明,所建立的数学模型能够比较准确地模拟明渠二维紊流边界层,针对均匀加糙壁面及粗糙度突变壁面完成了系列的计算,并取得较为满意的结果。因此,FLUENT软件能够广泛应用于数值模拟明渠紊流场,是作为研究水利工程中明渠紊动结构的一个强有力的工具,其结果对物理实验也是一个很好的补充。