海洋工程中,无论是波浪对结构物的冲击,还是结构入水时产生砰击的过程,空气都不可避免的参与其中。在传统的工程应用和研究中,常对波浪冲击问题做单相流,或者不可压缩流假设。然而随着结构物形状的改变、入射波浪角度或者波浪破碎程度的变化,当冲击过程有气垫层形成、大气泡卷入或小气泡掺混时,冲击压强受空气可压缩性的影响就会出现多种变化,如压强极值的偏移、减弱和压强的剧烈震荡等现象。因此,开展波浪对结构物冲击过程中,两相流影响的研究是十分必要的。基于上述背景,本文通过数值模拟和物理模型实验,对波浪冲击问题中两相流的影响进行研究,以分析冲击过程中,空气的可压缩性对结构物受力带来的影响,揭示波浪对结构物冲击的作用机理。首先,本文以连续性方程和Navier-Stokes方程为基本控制方程组,采用有限差分格式进行数值离散,建立粘性可压缩两相流数值模型。其中对流项的求解选用具有空间三阶精度的紧致差值曲线（Constrained Interpolation Profile,CIP）方法;自由液面的捕捉采用类VOF方法的双曲正切函数法（THINC/SW）;并结合隐式浸入边界法（Immersed Boundary Method,IBM）计算运动结构与流体的相互作用。其次,对模型进行验证。通过对经典的可压缩两相流问题的模拟,验证模型对于可压缩性计算的准确性;通过对溃坝模型实验的数值计算,验证模型对于自由面捕捉的能力,以及验证其在计算流体对结构物冲击问题中的准确性。同时,也通过对数值结果的分析,讨论数值模型考虑空气可压缩性的必要性。再次,应用可压缩两相流模型,展开了对液舱晃荡中波浪冲击的两相流效应的研究。在与前人实验结果对比的基础上,定性地解释了造成波浪卷气冲击中出现压强振荡的原因。然后,结合隐式IBM方法对平板结构入水问题进行研究。将气、液两相流模型向气、液、固三相相互作用进行了拓展。通过数值结果,分析了平底结构入水过程中,其底部气垫层的变化对砰击压强的影响。结果发现,气垫的膨胀过程是形成砰击压强出现负压的原因,且平板底部受力分布受气垫层影响而呈不均衡分布。在两相流数值模型的基础上,建立了可以考虑空气可压缩性影响的数值波浪水槽。基于孤立波对直墙冲击的数值实验,开展了波浪形态对冲击压强影响的研究。除入射波要素外,波浪冲击时刻的破碎程度也是影响冲击压强的重要因素:波浪从未发生卷破到恰好发生翻转（Well-Developed Plunging,WDP）的临界点,再从波浪微卷破到完全破碎,冲击压强极值经历先增大,后又逐渐减小的过程。在WDP临界点之后,波浪开始发生卷气冲击,随着卷入气泡体积的增大,冲击压强的振荡频率逐渐降低,振荡时长也相应增大。通过对气泡体积与压强振荡频率对应的量化分析,本文提出,卷入气泡的体积与气泡体积变化率是影响冲击压强振荡频率的关键因素。随后,基于数值波浪水槽模型,展开了波浪对水平板冲击的数值模拟。底部气垫层会对平板中、后端产生一定的缓冲效应;但随着气垫在平板后部的急速溢出,水体直接砰击平板,也会造成平板中、后端出现较大的二次冲击压强极值。最后,进行了开孔沉箱结构内部受波浪冲击的物理模型实验及相关数值模拟。实验选取三组不同尺寸的模型进行研究,分析了受空气影响的沉箱内部的受力特点:受沉箱内封闭空气的影响,不同于直墙及水平板类结构受力,开孔沉箱内部受力过程相对平缓,但冲击时长更长。同时,给出了开孔沉箱内部所受冲击压力,与入射波周期、波高及水面与沉箱顶板的相对净空之间的相对关系。结合物理模型实验与数值模拟,研究了沉箱结构改变对其内部冲击压强带来的影响。总结分析了沉箱前端开孔变化,上顶板封闭与否,箱体内部结构改变等对沉箱结构内部所受波浪冲击荷载带来的影响。