孤立波作用下的边界层是研究海啸作用下的水底流态的重要模型。本文从对孤立波以及孤立波作用下的边界层进行了理论分析出发,利用多区域的谱分解方法建立数值计算的模型。由于基本模型只能计算得到层流流场,因而又分析了KH不稳定性对流场的影响,并提出了扰动函数模型,以模拟和计算中、高雷诺数情况下的边界层问题。在扰动函数模型建立之后对其进行了分析和验证,同样也提出了模型的适用范围和局限性:首先利用几种不同的网格划分形式进行了网格无关性分析,对各种网格的优缺点进行了探讨,并针对后文的研究选取了最为合适的网格划分形式,最大限度地排除了网格对于计算结果的不利影响;其次根据Sumer et al提出的流动形态划分,对层流流态、有涡流管层流流态、由反向运动的涡流管引发的过渡期三个时期的流动特点进行了模拟和分析;最后利用8组工况对孤立波作用下的边界层内剪切力分布特点以及剪切系数的分布特点进行了分析。所计算的各种工况基本都与试验或理论分析的结果保持吻合,既验证了模型的精确性,而且对于各种参数分布的特性探究也对今后针对海啸波传播过程中的泥沙传输、物质输移以及对水底型态塑造等问题奠定了基础。最后根据模拟计算结果得到了几点结论:(1)扰动函数模型可以用以计算试验条件下的流场形态,并可以预测更高雷诺数情况下的流动状态;(2)扰动函数不会对层流流场造成任何影响,流场不会产生涡流管;(3)在有涡流管层流中,涡流管产生后会沿水流方向运动一段时间后才会开始变向,但这一过程非常短暂,不足以使流场发生改变;(4)随着雷诺数的增大,涡流管变向前的运动时长会逐渐增长,对流场产生了本质上的影响,流场出现不稳定而进入过渡期;(5)随着雷诺数的提高,流动不稳定性的初始相位会有所提前,但不会早于38°;随着雷诺数的提高,进入有涡流管流动之后,流动的紊动作用会出现指数增长的趋势;(6)流动过程中最大剪切力在加速期和减速期出现不同的特性,加速期剪切系数大小在对数坐标系下为直线分布,且最大剪切力基本在-20°发生,减速期剪切系数大小会随着雷诺数增大而减小,最大剪切力发生相位在进入有涡流管层流后会出现单峰分布,相位最大值为97.5°。