长距离无压引水隧洞水气两相流的研究对于引水工程过流能力及运行安全具有重要的理论意义及指导作用。传统过流能力及补气支洞的设计计算主要通过明渠均匀流理论和施工设计人员的经验确定,具有一定的经验性和主观性。为此,有必要利用CFD技术对长距离无压引水隧洞水气两相流进行模拟,从而合理地优化引水方案。在国内外已有的研究基础上,本文建立了耦合VOF方法的标准k ?ε模型,近壁面采用考虑壁面粗糙影响的壁函数法进行了处理,并采用PLIC方法进行了界面重构。结合某长距离无压引水隧洞进行了工程应用。在考虑沿程洞壁粗糙度的情况下,探讨了该长距离无压引水隧洞的过流能力,并动态模拟了布置的支洞数分别为1条、2条、3条支洞的引水条件下的水气两相流。结果表明:1、应用所建立的紊流数学模型模拟计算的自由水面水位与某水库放水兼放空洞的实验结果吻合较好,验证了模型的正确性。2、对某长距离无压引水隧洞进行了网格敏感性分析,并选择了一种兼顾网格精度及计算效率的网格划分。3、该引水工程的设计流量及加大流量均能顺利流过隧洞。进口流量越小,其沿程过水面积越小、气压越大,越有利于水流通过隧洞,但是其过流量也相应减小。4、支洞布置对过流能力有较大的影响:01支洞对提高过流能力的作用不明显;各方案的02支洞及方案三、四的03支洞对提高过流能力的作用较明显。综合考虑过流能力、支洞补气作用及成本,选择方案三为最优方案。