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极端波浪对海上结构物的作用过程会涉及到波浪破碎、水气掺混和结构的动力响应等复杂过程,因此对数值算法提出了更高要求。本文基于紧致插值曲线CIP(Constrained Interpolation Profile)方法建立了可模拟波浪破碎、翻滚等自由面大变形流动问题的数学模型。模型以高阶差分CIP方法为流场基本求解器,离散了N-S(Navier-stokes)方程,同时还以CIP方法重构了自由面,通过多相流理论描述了流-固-气之间的相互作用。对强非线性自由表面流动问题的典型算例溃坝问题开展了数值模拟,并通过与他人实验结果的比较验证了模型的有效性。最后开展了极端波浪对浮式结构冲击过程的模拟,准确的预测了甲板上浪和结构的动力响应等问题。