随着海上资源开发和利用逐渐走向深海,浮式结构物及其锚泊系统的相关研究成为了海洋工程界研究的热点。计算流体力学具有强大的数值模拟能力而被普遍应用于实际工程项目,己经成为海洋工程设计领域必不可少的研究方法。本文基于OpenFOAM开源计算软件,进行数值波浪水槽和锚泊系统的开发,为浮式结构物的水动力特性研究提供新的工具。首先,为了构建能够造出各种工况的数值波浪水槽,本文拓展了waves2Foam求解器和interDyMFoam求解器的造波和消波能力,并对比研究了不同造波方法和消波方法下构建的数值波浪水槽的计算效率和计算精度。基于速度入口方法和松弛区消波方法进行了规则波浪和不规则波浪的模拟和验证工作,并与理论解对比分析了波浪作用下不同直径圆柱的受力情况,验证了数值波浪水槽的可靠性。其次,基于OpenFOAM的sixDoFRigidBodyMotion模块,分别采用悬链线法和分段外推法开发了锚泊系统静力分析程序,从而实现了浮式结构物与锚泊系统的耦合求解。模拟了典型工况下浮式防波堤的运动响应,并将规则波浪作用下的数值模拟结果与其他学者的实验数据进行了对比,进一步验证了本文开发的锚泊系统分析程序的有效性。最后,以二维简化的半潜平台(工字型结构)作为研究对象,模拟了波浪砰击荷载作用下的结构运动响应及锚泊系统的受力情况,并对立柱迎浪面和甲板底面位置处的砰击荷载进行了分析,着重讨论了工字型结构砰击荷载与相对速度之间的关系。