田 康，张 尧,李金龙，张新曙,3，尤云祥,3

(1.上海交通大学 海洋工程国家重点实验室，上海 200240；2.自然资源部海洋减灾中心， 北京 100194；3.上海交通大学 高新船舶与深海开发装备协同创新中心，上海 200240)

在对波浪和结构物相互作用问题进行模拟时，如研究海洋平台立柱的波浪高阶力，船舶在波浪中运动的操纵性、耐波性等问题，为了保证数值结果的可靠性，需对波浪进行准确模拟.此外，在对波浪进行机理性研究时，如波浪非线性、波浪的传播与演化、波浪破碎等，也对波浪模拟提出了很高要求.

波浪模拟需要解决3个关键问题：造波、自由液面捕捉和消波.造波方法主要有3种：速度入口造波[1]、动边界造波[2]和源造波[3].速度入口法又称为边界输入法，即根据波浪理论，在每一时间步指定造波边界上速度场分布；动边界法又名仿物理造波法，即模仿模型试验中的推板造波法，通过边界运动推动计算域内的流体产生波浪；源造波法是一种在计算域内部产生波浪的方法，根据源项添加方式不同，可以分为动量源法和质量源法.

自由液面捕捉方法可以分为拉格朗日法和欧拉法.拉格朗日法从自由面处粒子运动入手，通过描述粒子运动轨迹来刻画自由液面变化，Harlow等[4]在1965年提出的MAC (Mark and Cell)方法就是其中一种代表方法.欧拉法关注自由液面附近某一固定空间区域流体流动变化，代表方法是Hirt 等[5]在1981年提出的流体体积(VOF)方法.根据求解过程的不同，VOF方法可细分为代数VOF方法和几何VOF方法，两者的区别在于：几何VOF方法会对自由液面进行几何重构，然后利用重构的自由液面更新体积分数率分布；……