入水问题作为船舶与海洋工程领域的一种十分常见的流固耦合现象,一直以来都受到了专家学者的广泛重视,对于海洋结构物入水砰击载荷、入水产生的附连空泡形态特征进行研究有助于预报结构物后续的运动状态。然而,由于入水过程中涉及到物体边界的移动,复杂的自由液面的飞溅和大变形,水气两相介质的急剧变化等一系列复杂的过程,这给数值模拟入水过程带来极大的困难和挑战。本文分别采用两种方法对简单结构体入水流固耦合特性进行研究,很好的解决了入水过程涉及到的自由液面大变形与飞溅问题。第一种方法离散格子波尔兹曼方法(LBM),运用该方法对楔形体入水砰击时结构表面压力进行数值研究分析;第二种方法是耦合欧拉-拉格朗日方法(CEL),对球体入水运动特性以及入水空泡生成机理、发展规律进行仿真分析。格子波尔兹曼方法作为一种典型的无网格方法,在处理自由液面大变形问题上具有得天独厚的优势。本文基于格子波尔兹曼方法,运用流体力学软件Xflow中的自由表面流动模型进行建模,对楔形体垂直入水进行二维数值模拟,获取楔形体在入水砰击早期的不同时刻结构表面压力与流场压力云图,将不同时刻结构表面压力的计算结果同实验值与解析解进行比较,验证该数值方法在计算结构入水砰击载荷的可靠性。通过对比,可知格子波尔兹曼方法在计算楔形体入水砰击时的表面压力较为准确,同时在建模与计算中发现,格子波尔兹曼方法在模拟楔形体入水空泡形态上可信度较低。为了弥补上述方法在空泡模拟上的不足,论文进一步采用了耦合欧拉-拉格朗日方法(CEL),基于麻省理工学院开展的小球低速入水空泡试验,开展了对不同材料的球体自由入水过程数值仿真分析,获得了球体自由入水运动规律以及球体附连空泡形成发展特征,将不同材料小球的入水位移时间曲线、空泡闭合时间、闭合深度、空泡闭合时刻小球位移等与相应的试验数据进行对比,同时将不同材料小球在不同时刻的空泡形态图与试验得到的空泡形态图进行比对,数值计算结果以及数值仿真结果均与实验相吻合。在上述研究内容的基础上,针对格子波尔兹曼方法和耦合欧拉-拉格朗日方法在入水动力学特性分析中的特点,对比分析格子波尔兹曼方法以及耦合欧拉-拉格朗日方法各自的优势以及存在的不足之处。格子波尔兹曼方法在计算楔形体入水砰击载荷问题上具有较好的准确度,并且计算效率高,占用存储小,工程应用快捷高效,但是,在模拟结构物入水后期空泡闭合过程上可信度较差,并且无法考虑结构的弹性影响。耦合欧拉-拉格朗日方法弥补了格子波尔兹曼方法的不足之处,在模拟仿真结构入水运动规律及空泡形成发展、闭合过程,与实验吻合度较好,并且能够考虑结构的弹性变形对入水动力学特性的影响,缺点是计算效率很低,对服务器、内存等硬件要求高,计算代价昂贵。其次,基于工程应用的需要,研究了ABAQUS软件中耦合欧拉-拉格朗日方法仿真相关的数值参数对结构入水运动特征以及空泡形成发展特征的影响以及对计算精度的影响,通过改变ABAQUS计算网格分布与大小、迭代时间步长、结构的弹性模量、结构泊松比以及欧拉网格同拉格朗日网格接触表面的摩擦系数,来研究这些特征参数对球体入水有无影响以及影响大小。相应地,基于流体力学软件Xflow中的自由表面流动模型,研究了格子波尔兹曼方法在数值计算结构入水砰击载荷中相关数值参数对计算结果的影响,分别针对水的粘性、水的表面张力等参数进行改变,研究了它们对楔形体入水表面压力计算精确度及流场分布的影响。