多相流广泛存在于生态环境中,多相流动及污染物迁移模拟是近年来深受关注的问题。本文基于两相流理论,利用VOF方法,建立了数值波浪水槽,用于研究波流和波浪场中污染物的迁移规律。并进一步证实了VOF法可用于同时追踪多个相界面的能力。本文采用推板式造波机造波,末端设置人工衰减层消波,VOF法追踪界面,控制方程采用连续性方程和N-S方程,并用有限体积法离散,建立了数值波浪水槽。首先对数值波浪水槽在纯波状况下做了验证,通过与理论值的比较,证实数值波浪水槽能造出稳定的波形,消波段起到了良好的吸收反射波效果。加入均匀流动后,发现对顺流情况,波长较纯波变长,波幅变小;对逆流情况,波长较纯波变短,波幅同样变小,与Kemp(1982)实验结果相符。研究了污染物在波浪场中的迁移情况。结果显示,污染物扩散由波浪质点运动和污染物自身扩散控制,经过一段时间,点源污染物浓度分布在水中呈椭圆形态,且浓度场分布仍符合高斯分布。用VOF法同时追踪多相界面的迁移,发现VOF法可很好地追踪强非线性、大形变的相界面随时间的变化。本文以重力流为例,模拟了液液、气液相界面的迁移,液体滑塌等现象,重点讨论了不同相密度比、粘性比条件下,液液相界面和气液相界面的运动形式,观察到了液液相界面的Kelvin-Helmholtz不稳定性。结果显示:液相密度比越大,液液相界面随时间变化越快,气液交界面不再保持水平位置,而以摆动的形式存在;在粘性比小于5时,粘性比不太影响液液相界面随时间变化。滑塌模拟结果与前人研究符合较好,说明VOF模型能模拟快速相界面变化流场。