随着我国海洋经济的发展,越来越多的海洋工程开始往深远海发展。在这个大背景下,弹性浮板结构,如超大型浮体、柔性防波堤、海上浮式太阳能电池板等结构正在受到越来越多的关注和重视。然而,由于这些弹性浮板结构自身的物理属性限制,在波浪作用下容易出现弯曲变形。这在很大程度上影响了这些结构的进一步应用与发展。因此,研究在波浪作用下,这些大型浮板结构的非线性水弹性问题非常有必要。目前,研究水弹性问题的主要手段包括解析法、数值模拟与物理模型试验。解析法在快速预报方面具有显著优势;物理模型试验得到的结论相对最为可靠;数值模拟则相对兼具经济性与可靠性。然而,以往的数值模拟方法很少使用双向流固耦合技术,并常借助多个软件实现完整模拟,在精度和速度上存在一定缺陷。本文基于双向流固耦合算法,利用开源计算流体力学软件Open FOAM建立了一套可以同时模拟刚性体、弹性体与波浪相互作用的数值波浪水槽模型,并在这基础上通过将数值模拟结果与实验数据相对比,验证了数值模型的准确性。这其中包括造波与消波能力、波浪与刚体相互作用的能力以及双向流固耦合算法的验证等。随后,本文针对三个典型的弹性浮板非线性水弹性问题进行了系统性分析。本文首先提出了软尾防波堤的概念,然后从这一新型防波堤的消波性能、软尾的水弹性响应特性、软尾自然频率以及结构的安全性出发进行了一系列参数研究与机理分析,最终给出了合理的结构建议。研究发现当软尾的长度与刚性防波堤的长度相等时消波性能最佳,并且软尾的弹性模量取500MPa为宜。软尾过短或过软防浪效果均有限,软尾过长则自身振幅过大而影响后方水体,过硬则自身局部应力过大而影响使用寿命。本文还对存在弹性冰板时波浪与刚性体相互作用的问题进行了深入讨论。通过改变冰板与刚性体之间的间距,入射波长以及冰板的长度,细致分析了刚性体所受波浪载荷随相对冰长和相对波长的变化规律。研究发现,当入射波长为刚性体长度的一半,且周围冰板较长时,刚体所受波浪载荷远大于其他工况下的波浪载荷,需要在工程中尤为注意。此外,本文也对冰板的水弹性振动特性以及刚性体的周围流场进行了相关分析。最后本文研究了波浪与板状冰群相互作用的水弹性问题。通过改变冰板的间距和入射波长,本文分析了波浪透射现象与冰间水体的振动特性,发现当入射波长与冰板间距接近时冰间水体的振动较为剧烈,并且冰间水体的大幅振动可能会促进冰板振动。