全非线性水波的数值模拟对海岸工程和海洋工程都是非常重要的。然而目前的方法还不能很好地模拟全非线性波浪的影响。本文比较全面地介绍一种新的水波理论，该理论能模拟浅水和深水中的全非线性波浪。Green-Naghdi理论，简称G-N理论，由Green和Naghdi于1974年最先提出并用来分析非线性自由面流。这种理论本质上就是一个全非线性数值波浪水槽。　　 上世纪由Stokes和Boussinesq开始并被发展的经典波浪理论都是以摄动展开法为基础的，G-N理论的近似与摄动法从本质上是不同的，G-N理论只是引入了流体质点沿竖直方向上的速度简化。G-N理论不同于摄动法之处在于自由水面边界条件和底部边界条件都是准确满足的，而场方程是近似满足的。G-N模型通常比较复杂，然而，现在可以借助于符号计算软件完成公式推导。然而，由于公式过于复杂，G-N模型的数值计算仍然是非常困难的。　　 本文介绍了G-N理论的控制方程，并介绍了适合于求解G-N方程的一种特殊算法。另外，本文首次提出了基于流函数波浪理论的非线性造波边界条件。为了使大家能够熟悉G-N理论，编制了一些二维情况下的水波程序。本文使用几种不同级别的G-N理论对浅水和深水中的单色波、双色波和不规则波进行数值模拟，同时，也对变化水底上的浅水波浪变形问题进行模拟，并将数值消波岸技术应用于G-N模型。G-N理论中，自由水面问题减少了一维，使得G-N模型计算效率很好。为了论文的严谨性，将G-N理论的计算结果与其它理论的结果或试验值进行比较，得到很好的效果。