开孔沉箱作为一种新型港口和海岸防护结构物自上世纪中叶被提出以来,因其具有消浪效果好且工程成本低等优点,已得到广泛的科学研究和工程应用。就目前的研究成果来看,对于波浪与开孔沉箱相互作用的物模试验成果较为丰富,但是数值模拟研究特别是波浪与双层开孔沉箱相互作用的数值模拟成果相对较少且数值方法较为单一,其中时域内准确地完成对自由水面的追踪,是建立波浪与开孔沉箱相互作用数值模式过程中的难点问题之一。CLEAR-VOF方法的问世对于解决该问题提供了新的思路,这是本文进行数值计算依赖的关键手段。本文首先利用三步有限元方法离散Navier-Stokes方程,并借助CLEAR-VOF方法、大涡模拟方法追踪水体自由表面和模拟湍流效应,建立了二维数值波浪水槽,成功模拟了规则波的传播。籍此研究了规则波作用下单层开孔沉箱的反射率和波浪总水平力,并与其他学者的物模试验结果和数模结果进行了对比,吻合良好且规律性明显,为波浪与开孔沉箱相互作用问题的研究探索了一种新的数值模式。在此基础上,本文进行了波浪与双层开孔沉箱相互作用的数值试验,分析了反射率和波峰总水平力比等指标,并与其他学者的物模试验结果进行对比,吻合良好,进一步验证了本文数值模式的可靠性。分析了总消浪室相对宽度、后消浪室相对宽度、波陡、相对水深和前开孔墙开孔率等无量纲量对波谷总水平力比的影响关系并成功拟合经验关系式,指出双层开孔沉箱波谷总水平力比主要受总消浪室相对宽度和相对水深的影响且大致呈现线性递减关系。最后以某工程为例,进行了实际尺度单层和双层开孔沉箱结构物的验证分析,表明本文所建数值模式在开孔沉箱工程设计和研究领域的适用性。