泄水建筑物下游局部冲刷问题是水利水电工程安全稳定运行的关键问题。为了研究泄水建筑物下游冲刷平衡状态下冲刷坑的形状和深度,本文以当卡水电站为研究对象,以模型试验的16组实验数据作为数值模拟的验证依据,基于FLOW-3D对4种网格计算结果进行了敏感性分析,对不同流速和不同中值粒径条件下电站下游冲刷过程进行了三维数值模拟研究,对三种推移质输沙率公式(Meyer-Peter,Nielsen,Vanrijn)计算结果进行了分析比较。论文结论如下:(1)在不同流量条件下,4种网格模拟得到的流量相对误差都较小。在较大流量时,模拟得到的进口平均速度和冲刷深度与实验数据具有良好的一致性;在较小的流量下,模拟结果误差较大。(2)冲刷过程可以分为以下三个阶段。在初始冲刷阶段,流速大,冲刷强度高。在第二冲刷阶段,冲刷坑深度和范围迅速增加。在冲刷第三阶段,冲刷坑的形态改变较小,接近平衡。在开始冲刷的40%时段内,冲刷坑深度可达到冲刷平衡深度的80%。(3)在泥沙中值粒径为50mm、进口流量为345.36 m~3/s条件下,模拟得到的冲刷坑深度和长度与实验的相对误差分别为0.87%和1.5%。在中值粒径为50、100、300 mm及流量为345.36和400.48 m~3/s条件下,模拟得到的最大冲刷深度相对误差均在20%以下。(4)相同流量条件下、不同输沙率公式模拟结果表明,各工况下的冲刷坑形态均为不规则椭圆形,最深点位于冲刷坑的中心。其中,Vanrijn公式的模拟结果均不能很好的预测冲刷坑形态;Meyer-Peter公式的模拟结果均与模型试验结果吻合较好,误差均在20%以内;泥沙粒径越大,模拟结果符合的越好;基于Nielsen公式的模拟结果仅在中值粒径为50mm时与试验结果吻合最好,泥沙粒径越大,模拟结果与试验结果符合程度越差。