岛礁区域的水动力问题具有水深跨度大、地形变化剧烈的特点,是近年众多学者研究的热点。岛礁上波浪破碎剧烈,非线性作用强,流动状态复杂多变,波浪组成成分复杂,长短波共存。本文使用Boussinesq数值模型和基于欧拉方程的非静压模型,在对模型验证的基础上,开展岛礁区域的波浪传播变形的数值模拟。基于具备间断捕捉能力的二阶全非线性Boussinesq数值模型,对规则波和随机波在礁坪地形上的传播变形进行了数值模拟。该模型采用高阶有限体积法和有限差分方法求解守恒格式的控制方程,将波浪破碎视为间断,同时采用静态重构技术处理了海岸动边界问题。重点针对礁坪上波浪传播过程中的波高空间分布和沿程衰减,礁坪上的平均水位变化,以及波浪能量频谱的移动和空间差异等典型水动力现象开展数值计算。将数值结果与实验结果对比,两者吻合情况良好,验证了模型具有良好的稳定性,具备模拟破碎波浪和海-岸动边界的能力,能较为准确地模拟波浪在礁坪地形上的传播过程中发生的各种水动力现象。在上述基础上,研究分析不同礁前斜坡坡度和礁坪上方水深对于波浪传播变形的影响。本文的非静压模型仅初步建立,尚处于开发完善阶段。模型控制方程为?坐标系下的欧拉方程,在矩形网格系统中,应用具备Godunov性质的有限体积-有限差分混合格式进行离散,其中速度定义在网格中心,压力定义在网格界面,以方便准确施加压力边界条件。数值通量使用MUSTA格式计算得到,时间积分为一阶显式欧拉格式,每一时间步动压力的求解分为预测步和校正步进行。非静压模型中引入的破碎处理模式不需要依赖于波浪破碎指标及额外的经验性公式。通过相应的数值实验初步验证了模型的部分性能,并将模型用于礁坪地形上波浪传播的数值模拟,结果表明,对于礁坪地形上的破浪剧烈破碎的情况,模型无法就波高及平均水位变化给出准确的计算值,说明模型仍存在很大的不足,需要进一步完善。