装载部分流体的容器,受到外力作用而运动时,会激励容器内的流体产生晃荡现象。晃荡是非常复杂的流体运动,具有很强的非线性及随机性。另外流体会和容器的边界发生强烈的交互作用,即便外部激励很小,也有产生巨大抨击力的可能,带来安全问题。开展晃荡研究对工程应用和科学探索都具有重要的价值。鉴于目前浅水情况下的液舱晃荡研究还比较少,本文的主要研究对象是浅水情况下的晃荡现象。研究基于势流理论假设,将Boussinesq型方程用于三维液舱晃荡的数值模拟,在MATLAB编译平台上编写了数值计算程序的源代码,对多种工况下的液舱晃荡进行了数值计算,并开展了浅水晃荡的实验研究。论文首先介绍如何利用Boussinesq方法对液舱晃荡问题进行处理和转化,然后说明了建立数值模型的过程以及所使用的数值计算方法、计算流程。之后针对已发表文献中二维情况下不同充液量的液舱晃荡进行数值模拟,验证了数值方法的准确性。为进一步说明数值模型的可信度并探究晃荡现象,进行了实验研究,主要的实验观察对象为浅水充液量情况下的晃荡。对实验中的部分工况进行了数值计算并与实验结果对比,吻合良好。此外,结合实验与数值模拟对自由液面在晃荡运动中的形状进行了研究,总结了两自由度混合激励工况下,自由面峰值点大小的叠加情况。通过单自由度激励和两自由度混合激励的对比计算,发现了混合激励工况下的运动并不是两个单自由度激励产生的运动简单线性叠加。在充分验证了数值程序准确度的基础上,对三维液舱中具有不同水深、幅值时,在宽激励频率范围内的晃荡现象进行了的数值模拟。首先对两自由度具有相同激励形式的工况中不同充液量情况下宽频率范围的晃荡现象进行了模拟,随后将幅值降低再次进行了计算,研究了各频率下的晃荡运动形式,以及充液量、激励幅值对舱内流体在相应激励频率下的晃荡运动形式的影响。最后针对两自由度上激励形式不同的情况进行了数值计算,观察了流体最终的运动形式以及峰值点运动的区域。