随着计算机硬件水平的提升和现代数值算法的改进，船舶性能数值水池技术已经成为了船舶研究和设计中不可或缺的重要手段。深入开展船舶性能数值水池的关键技术研究并取得突破，对提高我国船舶设计研发水平和国际竞争力，促进我国船舶工业的跨越发展具有重要意义。目前基于粘流CFD理论的船舶数值水池技术，应用范围越来越广泛，在快速性及耐波性问题中与传统势流理论方法相结合，使得解决船海工程问题的手段更加丰富。本文系统深入的总结了国内外研究现状的基础上，针对船舶快速性和耐波性问题的数值模拟方法及关键技术点进行研究，充分利用粘流CFD理论和数值研究的成果，结合传统的船舶势流分析方法的优势，建立了具有理论依据又计及粘性效应的有效方法。应用船/桨全域RANS方法结合滑移网格技术计算船桨干扰，通过控制螺旋桨转速预报船模自航点，依据CFD数值计算结果和船模实船性能转换关系进行实船快速性预报，计算结果与试验对比符合较好；基于粘流/势流耦合方法计算船桨相互作用，即用体积力代替螺旋桨效应，应用RANS求解器得到桨盘面处的总实效速度分布,总速度减去螺旋桨自身诱导周向平均速度得到实效进速,根据实效进速通过面元法重新计算桨受力及诱导速度，再以新的体积力耦合粘流场中计算，实现了粘流CFD耦合面元法预报船舶自航性能。基于RANS方程建立了三维粘性数值波浪水池，以速度边界入口给定规则波速度条件，消波区采用人工阻尼消波，能够较好的模拟物理水池规则波，在此基础上进行了有航速船舶绕射问题的数值模拟，并得出了波浪载荷预报结果；对强制垂荡和纵摇运动进行了模拟并计算了船舶纵摇和垂荡的附加质量和阻尼系数，相关计算结果与试验数据对比表明吻合良好。船舶在海浪中航行，横摇运动是船舶的主要振荡运动形式之一，开展横摇运动预报方法研究对提高船舶安全性和居住舒适性具有重要意义。目前船舶在波浪中横摇预报的理论研究主要是势流理论，而船舶横摇阻尼的确定是准确预报船舶在波浪中运动的关键之一。横摇运动与流体粘性和流动特征密切相关，考虑粘性影响和非线性特征，对正确计算横摇阻尼显得尤为重要。本文结合动网格技术，实现了三维船舶强迫横摇、自由横摇运动数值模拟，根据得到的受力和运动结果计算出横摇阻尼系数，并与试验结果进行了验证，从而建立了既有严格的理论依据又有工程实用性的三维船体横摇阻尼计算方法，该方法可以提高船舶波浪中横摇运动预报精度。