随着陆地资源开发的日益饱和,人类越来越重视海洋的开采和利用。为了更加有效的利用海洋资源,大量的海洋建筑物被修筑。而这些海洋建筑物中多以桩柱作为其基础结构,因此如何保证桩柱结构的安全稳定得到了人们的广泛关注。本研究采用OceanWave3D和OpenFOAM的耦合模型,模拟桩柱在斜向波和多向波作用下的水动力特性。首先,对比了不同波向角的规则波作用下,桩柱周围自由液面、表面波浪爬高、所受荷载的不同。系统分析了规则波以不同波向角入射时,作用在桩柱上的荷载和群桩系数随KC数和相对桩距的变化规律。此外,研究了多向非规则波的主方向对桩柱表面波浪爬高的影响,并系统分析了方向分布宽度对桩柱表面的波浪爬高、桩柱上所受的荷载和群桩系数的影响。研究结果表明:对于规则波,当波浪正向入射并联三排桩时,波峰或波谷同时作用于所有的桩柱上。但是当波浪斜向入射时,波峰或波谷不同步作用于各桩柱,这也导致了相同情况下,正向入射的规则波作用在排桩上的总力和总力群桩系数要大于斜向入射的波浪。同时,当波浪斜向入射时,作用在桩柱上的横向力要大于正向入射的情况。此外,以不同波向角入射的波浪作用在桩柱上的荷载和群桩系数随着KC数和相对桩距的变化规律也并不相同。对于多向非规则波,作用在桩柱上的正向力不随方向分布宽度的改变而出现较大的变化,其变化幅度小于10%,横向力随着方向分布集中度参数的减小而增大,横向力最大值的大小超过最小值的2倍。同时,不规则波作用在桩柱上的正向力随着波浪主方向的增大而减小,横向力随着波浪主方向的增大而增大。最后,在OpenFOAM两相流动网格求解器interDyMFoam的基础上,综合考虑悬移质和推移质输沙,开发了泥沙输运模块,并将该模块与OceanWave3D进行耦合。通过与前人的实验数据进行对比,验证了所开发的泥沙输运模块能够准确的模拟悬移质输移和桩柱周围泥沙冲刷。采用所开发的泥沙输运模块,模拟了规则波波向角分别为0°和30°时对排桩局部泥沙的冲淤情况。研究发现,波浪正向入射时桩柱周围冲刷坑的范围和深度均大于波浪斜向入射的情况。