贻贝是一种常见的海上贝壳类生物,经常会附着在海上工程结构上,并且人工也会进行贻贝养殖。本文分析了贻贝附着在海上工程结构物之后,对工程结构物受力的影响,采用多孔介质对贻贝进行模拟,分析了圆柱结构表面附着贻贝串对其水动力特性的影响;此外,还分析了波浪作用下贻贝养殖场内部的波浪场的变化情况,具体如下:建立在低雷诺数稳流条件下,基于Navier-Stokes方程,采用Darcy-Forchhermer进行多孔介质模拟,将被贻贝附着的采油立管模拟为中心为实心圆柱、外围是均匀多孔介质的结构。并与现有实验数据进行对比,验证了水流与圆柱相互作用的数值模拟。文章分别对多孔介质包围的单根圆柱和三根圆柱进行了详细的数值模拟。在三根圆柱的工况下,对圆柱的受力和涡量场进行了分析。分析了在不同雷诺数、多孔介质厚度和圆柱间距的条件下圆柱的受力情况和周围流场情况。可以得到,不同流速、多孔介质厚度、圆柱间距对圆柱周围的二阶力和涡量相位有明显的影响。为了了解贻贝养殖场内部的波浪场分布和贻贝串的受力分布情况,本文还建立了多孔介质与波浪相互作用的数值模型,采用剪切应力输运k-ωSST湍流模型模拟贻贝流场内部和周围的波浪场,采用多孔介质模型模拟贻贝串,将贻贝养殖场模拟为由多孔圆柱组成的圆柱群。通过与现有实验数据的对比,验证了波浪与多孔介质相互作用的数值模拟。讨论了两个相邻的贻贝串之间的间距对作用在贻贝串上的力的影响,并分析了贻贝场与斜向入射波浪之间的相互作用。结果表明,随着间距的减小,下游贻贝串的阻力明显减小,当间距小于3D时,间距的变化对阻力的影响比较敏感。此外,在斜向入射波浪作用下,贻贝养殖场的波浪力较小,并且贻贝养殖场的最大拖曳力在斜波α=30°的情况下与α=0°相比较下降了24.6%。本课题建立了水流、波浪与多孔介质相互作用的数值模型,为模拟海上贻贝对海洋工程结构物水动力的影响奠定了一定的基础。波流与多孔介质相互作用的是个十分复杂的问题,研究该课题对于海岸和近海工程具有重要的理论意义和工程应用价值。