波浪水池技术是利用数值模拟技术对波、流以及结构物相互作用展开模拟的技术总称。随着CFD技术的成熟,应用数值波浪水槽进行波流、结构物的相互作用逐渐成为研究热点。本文基于商业计算流体力学软件建立了数值波浪水槽模型。该水槽利用源项造波方法模拟波浪,利用VOF方法捕捉自由液面。为了保证波浪模拟可靠性,数值水池尾部设置了阻尼消波区实现了消波。结合RANS湍流模型和VOF方法,该水池可以长时间稳定地模拟Stokes波、不规则波、聚焦波等,能够清晰地捕捉波浪自由表面形状,对于波、流、消波结构物相互作用的研究有较高价值。在此基础上,本文通过数值模拟与物理试验对于规则波、不规则波以及聚焦波的生成和波流相互作用进行研究,从波对流的影响、流对波的影响进行分析。对于波流相互作用展开了研究,数值模拟所得波高与试验值基本保持一致,试验以及数值模拟的结果表明:顺流会造成波浪更为平坦,波高减小,波长增大,与已有的文献结论一致。在数值水槽中能更加直观地观察流场分布,顺流会使规则波产生波浪变形,流速越大,变形越为明显。依据波浪叠加原理,在循环水槽中实现了质量较高的不规则波的生成,具有可重复性。根据均匀流中不规则波试验结果,顺流会使不规则波的谱峰周期向低频处略微偏移,谱峰处幅值减小。对聚焦波与流的相互作用,在顺流中,水流会减小最高波峰高度、最高波峰相邻的波谷的深度以及最大波高。在逆流中,结果与顺流相反。波与流的作用是相互的,流能改变波浪的水动力特性,波浪也会改变水流的流场特性,波流场受波流相互作用的影响显著。为了能够提高循环水槽波浪试验可靠性,本文提出一种用于循环水槽的多层孔板消波装置,通过试验和数值模拟分析了该装置的消波性能,以期为物理水槽中波浪生成及其质量的研究奠定基础,同时为后续波浪试验提供参考。根据试验结果与数值模拟结果,多层开孔板消波装置开发及其性能研究主要结论如下:本文所提出的消波装置在本文计算工况下,均有较低的反射系数、透射系数,消波效果良好,实现了低反射,较低透射,高消波系数的设计目标,满足循环水槽造波及波浪与结构相互作用试验的要求。波长对于本文的多层开孔板消波装置消波性能具有显著影响。波高一定时,波长越长,浪与消波板在竖直方向上相互作用显著,反射现象明显,反射系数变大。同时,波长大的波浪更容易透过消波装置,透射系数随着波长的增加而增加。波长越长,消波系数越低,消波效果也变差。波高对消波装置的消波性能亦有影响。反射系数随波高的增加而增加,反之透射系数随波高增加而减小。由于本文消波装置透射波浪成分大于反射波浪,因此,波高越大,消波性能越好。消波装置在顺流中具有较高的透流系数,消波装置对于其后方的自由液面流场影响较大,但整体流场均匀性较好,消波装置透水性能良好。