海上风力发电在我国属于起步阶段，海上风电风机支撑结构建设有很多问题亟需进一步研究。海上风机支撑结构除了受风机传递的风荷载外，还受到波浪和水流共同作用，准确计算波流荷载对于海上风机结构的设计有着重要意义。因此，研究海上风机支撑结构在波流共同作用下的水动力荷载对于海上风电场建设具有重要的应用价值。本文基于开源程序OpenFOAM建立了三维数值波浪水槽与波流水槽，对波浪、水流、海上风机基础结构的相互作用进行了模拟研究，主要内容和结论如下。（1）将动量分布源造波法引入OpenFOAM，采用流体体积函数（VOF）方法捕捉自由水面运动，利用OpenFOAM中的两相流模型求解不可压缩的雷诺方程，建立了三维数值波浪水槽。（2）数值波浪水槽变化时空步长的算例测试结果表明，以下取值能在有限计算量的条件下获得较好的波浪模拟结果：水平方向步长取为1/100波长，波高范围内垂向空间网格数不低于10，推荐网格长宽比为1.8左右，其余垂向网格上下均减疏；时间离散采用动态时间步，最大时间步长为1/100波浪周期，克朗数不超过0.2。（3）应用建立的模型模拟了波浪作用下直立圆柱周围的波高、流速和压强分布，模拟结果与实验值吻合较好，证明建立的三维数值波浪水槽能够较好模拟波浪与结构物的相互作用。（4）在数值波浪水槽的基础上，利用在底部设置入流和出流边界的方法建立了三维数值波流水槽，波流模拟结果与已有实验结果有较好的一致性。（5）将所建立的三维数值波流水槽模型应用于江苏响水海上风电复合筒型基础的波流荷载研究，分别分析了纯波、纯流、波流共同作用下筒型基础周围的流动特性和基础结构所受的荷载。