随着传统能源的不断消耗和全球环境污染的日益严重,开发清洁可持续的新能源迫在眉睫。海洋能作为一种清洁能源,具有分布广、储量大以及没有污染等特点,被世界各国广泛关注。随着对海洋资源的不断开发,所建立的海洋基础结构物等受波浪的冲击破坏严重也日益严重,逐渐成为制约海洋能源开发的主要因素。因此,研究采用消浪结构来保护海洋基础结构物具有重大意义。本文主要通过CFD数值模拟的方法,对开孔板这类消浪结构物在海洋结构物上的应用特性进行了研究。首先基于不可压缩粘性流体的N-S方程,建立了二维数值波浪水槽,采用动网格模型和VOF法追踪自由表面,进行数值造波和消波,并对数值造波的准确性进行了检验,同时进行了时间步长独立性和网格无关性检验,发现当网格尺度采用Δh/H_i<0.17,时间步长采用最大库朗数C_r<0.5的变时间步长计算时,能够获得精度较好的模拟结果。其次建立了单层开孔板数值模型,对单层开孔板消波减载效果进行了研究。研究发现,对于作用在单层开孔板上的水平波浪力而言,增大开孔板的开孔率能够有效减小水平波浪力,当最大波浪力达到最小值时,开孔率在0.2左右;当开孔率不变时,随着Kh的增大,水平波浪力也呈现减小的趋势。然后对带有开孔板的固定式海洋结构物的水动力特性进行了研究。模拟结果表明,开孔板的开孔率和相对距离会对结构物的反射系数、结构物整体所受的水平波浪力产生明显影响,不同波陡下,存在一个最佳的开孔率和相对距离,使的反射系数和波浪力达到最小。在本文模拟范围内,当波陡为0.095时,最佳的开孔率为0.1,最佳的相对距离介于0.2到0.3;当波陡为0.076时,最佳的开孔率为0.2,最佳的相对距离为0.224。对典型时刻的涡量云图进行分析发现,开孔板消波减载的效果与产生涡量旋涡的数量和大小有关,当涡量漩涡的数量相近时,小漩涡的存在会使开孔板的消浪特性明显增强。最后对带有开孔板的浮式海洋结构物的水动力特性进行了研究。研究发现开孔板的开孔率、与浮式海洋结构物之间的相对距离等对海洋结构物的反射系数、水平波浪力以及垂直波浪力会产生重要的影响;一定的参数组合下,浮式海洋结构物的水动力特性会得到明显改善。