随着社会和经济的发展,国家和人民对环保要求的提高,新型无污染气泡帷幕装置得到了广泛的应用与发展,如海底噪音隔离、异重流防护、河湖水系疏浚工程中防细颗粒扩散等。目前国内外学者对于气泡帷幕的研究更多的是关注气泡本生的特性,如气泡直径、上升速度、纵横比、气泡的分离与聚合等,而对于气泡帷幕对周围流场影响的研究相对较少,因此对于气泡帷幕周围流场的研究、可以增加对气泡帷幕的了解,拓展其工程应用价值,为实际工程应用提供一定依据。本文通过使用基于OpenFOAM开源程序中的VOF界面追踪技术以及标准k-ε湍流模型进行了单孔出流气泡及气泡帷幕的数值模拟;首先根据单个气泡及气泡帷幕的基础理论、实验研究及数值模拟现状,建立了气泡计算的数学模型及计算所需的初始和边界条件,运用计算流体力学方法对气液两相流中的单孔出流气泡的形成、脱离、上升和运动轨迹等动力学行为进行了研究,在此基础上建立了多孔口气泡帷幕数学模型,并对气泡帷幕周围的流场分布进行了研究。研究结果表明:在气泡运动特性研究中,随着孔口直径和孔口进气速度的增大,气泡脱离时间逐渐减小,脱离直径逐渐增大,气泡脱离直径逐渐增大;气泡初始状态对气泡上升运动轨迹影响较大,连续供气与中断供气的气泡上升运动轨迹基本相同,初始球型气泡的上升运动轨迹与前两者差异较大,初始球型气泡上升过程中周围流线基本对称分布,气泡偏离轴线较少,连续供气与中断供气的气泡周围流线分布较复杂,气泡偏离轴线较多;通过对气泡终速度的无量纲分析,得到了气泡终速度的预测公式;在气泡帷幕模拟中,随着孔口进气速度、孔口直径以及孔口数目的增加,均能够使得流体运动速度增大,从而可以带动更多的周围水体运动;气泡上升运动带动的周围流场运动速度主要集中在z(竖直)方向,x和y方向速度相对较小;流体运动的主要速度集中在垂直孔口上方两侧;另外,气泡上升运动过程中带动的水体运动方向基本都是向上的,底部水体在到达水面后形成环流从两边扩散开来;通过对断面垂线平均合速度分布规律的分析,拟合出基于高斯分布的气泡帷幕断面垂线平均合速度的预测公式。