天然河道一般都可以概化为一系列直段和弯段的组合,因此,弯道水流运动规律的研究对于河流开发、泥沙防护、河道演变等都有着重要的意义。水流在运动时,受边界条件的影响非常明显,弯道特有的几何特征和边界条件,使得其水流特性与顺直河道有着显著的不同。弯曲水流呈现出复杂的三维特性,流动常伴有水面横比降、流速重分布、二次流等现象,若能够有效地利用数值模拟来解决弯道水流问题,将可以节省大量的人力、财力和时间。　　存在转弯就必然存在向心力,故弯道中水流在离心惯性力和自身重力的作用下作曲线运动,使得原有的水流结构遭到破坏,水流流态变得异常复杂。主要体现在:由于多了一个离心力作用,使得水流流态失衡,产生凹岸水位高、凸岸水位低的水面横比降;在纵向流速和横向流速共同作用下,形成了螺旋流,从而造成水流对河床的冲淤变形和对堤身的冲蚀破坏等。明渠弯道水流运动规律的研究主要包括弯道水面横比降、流速重分布、螺旋流运动、输沙特性及河床变形等方面。水流能量沿程减小,因此,理想的弯道形式应该是曲率半径沿程减小的缓变弯道,目前,针对单一曲率弯道的研究已经趋于成熟,但对于变曲率弯道的研究成果还比较少。　　在本文中,通过MIKE3提供的流场模型(Flow Model FM)中的水动力模块(HD)和泥沙输移模块(ST),对圆弯道、缓圆缓弯道及对称凸型弯道进行数值模拟研究。根据模拟结果图定性分析各弯道水流的水力特性,包括:自由水面线、平面流速分布、纵向流速、弯道环流、河床冲刷等。经过对三种弯道的比较分析得知,插入缓变曲线的缓圆缓弯道和对称凸型弯道明显可以缓解弯道边界对水流的约束,且改善弯道水流流态;在弯顶断面,缓圆缓弯道和对称凸型弯道的近底环流流速均小于圆弯道,故插有缓变曲线的弯道泥沙的横向输移程度要小于圆弯道;一般情况下,弯道存在两个高流速区易受到冲刷,最终以进口凸岸深槽、出口凹岸深槽的形式相对稳定下来,而且得出插有缓变曲线的弯道滞后了顶冲点的位置,缩短了弯道凹岸的冲刷长度。