近年来,随着海洋工业的发展,人们逐步意识到砰击在工程实际中的危害性,尤其对作用于恶劣海况下的大型海洋工程装备之考验更加严峻。结构与海浪发生碰撞,结构受到巨大的瞬态冲击力,容易造成结构本身的直接破坏或者长时间作用下的疲劳。因此,研究结构遭受的砰击载荷对于海工结构物设计具有重要意义。本文的中心内容是研究基于三维边界元方法的砰击理论算法及其在砰击载荷计算中的应用。数值方面的研究从三维力学模型出发,基于三维边界元方法,继承Wagner自由液面抬升理论,引入了“浸深因子”Cw以确定自由液面抬升的高度,在这一高度处建立新的自由液面并称之为“等效自由液面”。算法中考虑到网格运动,对入水过程中每一时间步时刻对应的网格编号、节点坐标等进行追踪计算,由此得出网格与等效自由液面的位置关系,进一步可精确追踪到每一时间步时刻对应的湿网格数据,同时对等效自由液面附近的网格根据实际情况进行截断重生,以确保水下湿面积的精确;通过时间步的循环计算,最终可得到入水结构的表面“压力”和总体“受力”两种载荷时历;为了验证该算法程序的正确性及适用性,文中分别用之对Nisewanger、Alaoui轴对称刚体定常速入水试验进行了数值模拟。为了拓宽该算法程序的适用性,使其不仅可以用于三维结构物入水过程中的砰击载荷计算,而且同时能够适用于结构物浸水之后的砰击时段(结构的最高点低于等效自由液面),本文通过设计边界元模型的方法对该问题提出了解决思路。考虑到工程实际中结构形式、运动形式丰富多样,所以在文章的最后引入了 Ls-dyna这一显式有限元分析程序,分别基于二维、三维力学模型仿真了 Faltinsen楔形体入水试验与Nisewanger圆球入水试验,对其在砰击仿真计算中的适用性进行考量。