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随着水运行业的日益发展，船舶的大型化和高坝复航工程的建设需求日趋显著，亟需建设一批高水头、大尺度的船闸，由此在船闸输水系统输水时将带来巨大的水体能量。在船闸输水系统消能研究方面，除了增设消能工外，还可以通过改变侧支孔布置型式来消杀水体能量，但在多层侧支孔布置型式方面的研究尚少。为探索60m级巨型船闸闸底长廊道多层侧支孔布置条件下的消能特性，本文建立了闸室尺度的1/4区段概化模型，使用Fluent软件结合RNG k-ε紊流模型和VOF法对三层侧支孔分别按垂向齐孔布置、斜向错孔布置和正弦波形布置进行数值模拟，分析对比了14种工况下的三维水力特征和消能特性，纵向对比了单层侧支孔布置型式和双层侧支孔布置型式下的消能效果，所得出的研究成果表明：
（1）通过建立60m级巨型船闸闸底长廊道多层侧支孔+单明沟输水系统的1/4区段概化数学模型与已有物理模型实验进行对比验证，数学模型值与物理模型值吻合良好，该数学模型可以有效、准确地模拟船闸输水系统灌水过程。
（2）结合三维水力特征分析成果，分析得出的多层侧支孔布置型式下消能机理为：来自明沟垂向和纵向的多股侧支孔射流动能经侧支孔到明沟断面突扩后发生能量的扩散，在受到明沟外侧闸墙折挡后向四周扩散后相互剪切、掺混，回流到明沟中部继续与明沟内水体和侧支孔射流进行剪切、掺混，最后流出明沟受到闸室内部低速水体挤压、剪切后形成漩涡而消能。
（3）三层侧支孔不同布置型式下的消能效果比较结果为：正弦波形布置＜斜向错孔布置＜垂向齐孔布置。垂向齐孔布置型式消能效果随侧支孔垂向间距（1~2.5m范围内）的增大先变优再变差，在2m间距时最佳；斜向错孔侧支孔布置型式消能效果随侧支孔垂向间距（1~2.5m范围内）的增大而变优，且变优幅度逐渐减小；正弦波形布置型式在周期T一定时，随着振幅A（1~2.5m范围内）的增大，闸室三维流场平均流速变小，流速分布更均匀，消能效果变优，且变化幅度逐渐减小；在振幅A一定时，随着周期T的增大（3.6~10s范围内），闸室三维流场平均流速变大，流速分布更不均匀，消能效果变差，且变化幅度逐渐增加。
（4）对于多层侧支孔布置型式而言，在明沟内部，垂、纵向空间有多股侧支孔射流时，射流之间扩散、掺混、剪切更为充分。总体来看，消能效果比较结果为：单层侧支孔布置＜双层侧支孔布置＜三层侧支孔布置。
（5）在60m级巨型船闸闸底长廊道多层侧支孔输水系统中，建议采用垂向齐孔侧支孔布置型式，且侧支孔层数为3、垂向间距为2m时消能效果最佳。
（1）通过建立60m级巨型船闸闸底长廊道多层侧支孔+单明沟输水系统的1/4区段概化数学模型与已有物理模型实验进行对比验证，数学模型值与物理模型值吻合良好，该数学模型可以有效、准确地模拟船闸输水系统灌水过程。
（2）结合三维水力特征分析成果，分析得出的多层侧支孔布置型式下消能机理为：来自明沟垂向和纵向的多股侧支孔射流动能经侧支孔到明沟断面突扩后发生能量的扩散，在受到明沟外侧闸墙折挡后向四周扩散后相互剪切、掺混，回流到明沟中部继续与明沟内水体和侧支孔射流进行剪切、掺混，最后流出明沟受到闸室内部低速水体挤压、剪切后形成漩涡而消能。
（3）三层侧支孔不同布置型式下的消能效果比较结果为：正弦波形布置＜斜向错孔布置＜垂向齐孔布置。垂向齐孔布置型式消能效果随侧支孔垂向间距（1~2.5m范围内）的增大先变优再变差，在2m间距时最佳；斜向错孔侧支孔布置型式消能效果随侧支孔垂向间距（1~2.5m范围内）的增大而变优，且变优幅度逐渐减小；正弦波形布置型式在周期T一定时，随着振幅A（1~2.5m范围内）的增大，闸室三维流场平均流速变小，流速分布更均匀，消能效果变优，且变化幅度逐渐减小；在振幅A一定时，随着周期T的增大（3.6~10s范围内），闸室三维流场平均流速变大，流速分布更不均匀，消能效果变差，且变化幅度逐渐增加。
（4）对于多层侧支孔布置型式而言，在明沟内部，垂、纵向空间有多股侧支孔射流时，射流之间扩散、掺混、剪切更为充分。总体来看，消能效果比较结果为：单层侧支孔布置＜双层侧支孔布置＜三层侧支孔布置。
（5）在60m级巨型船闸闸底长廊道多层侧支孔输水系统中，建议采用垂向齐孔侧支孔布置型式，且侧支孔层数为3、垂向间距为2m时消能效果最佳。