在港口海岸工程中,防波堤是一种重要的防护结构物。浮式防波堤通常由消波浮体和锚固系统组成,具有一定的消波能力,与传统固定式防波堤相比,可整体预制、适合深水环境、透浪性能好,同时不影响水沙交换,因此在实际工程中有很大的应用前景。本文基于开源计算流体力学软件OpenFOAM,使用RANS方程和SST k-ω紊流模型,以及VOF方法来进行气液两相流的计算求解,使用速度入口造波方法和海绵层消波方法来实现无反射造波,建立三维数值波浪水槽。进行二次开发,使用重叠网格技术来实现有较大幅度运动的流固耦合,同时移植并应用MOODY程序库,实现浮体的六自由度运动和系缆力的求解,建立研究浮式防波堤水动力特性的数值模型。论文主要内容和结论如下:(1)使用重叠网格方法,对楔形体的垂向和斜向入水进行了模拟,对比了不同状态下的压强数值分布,分析了水平速度大小对压强分布的影响。模拟结果与理论解或模拟值吻合较好,表明了该模型能够合理的模拟物块与水相互作用的流固耦合问题。(2)建立浮体运动的二维数值模型,对锚链式单方箱浮式防波堤在四种周期波浪作用下水动力特性进行了模拟,对比了不同状态下的透射系数、系缆力和锚链张力。模拟结果与实验值吻合较好,误差均在10%以内,表明了该模型能够合理的模拟浮式防波堤与波浪相互作用的问题。(3)在建立的三维浮体和波浪相互作用的数值模型的基础上,模拟了三维浮式防波堤在波浪中的运动,分析了运动响应、锚链张力和波面高度的特点。阐明了所建立的模型可以用于实际三维浮体运动的模拟研究,为浮体运动的设计提供技术支撑。