海啸是一种破坏力极强的海洋灾害,每次出现均会造成巨大的经济损失和人员伤亡。岸滩是人类休闲娱乐的重要场所之一,海啸对岸滩资源的破坏是无可估量的。根据相关统计,海啸的出现会引起近岸岸滩出现大面积大幅度的侵蚀。同时,海啸也会对近岸防护建筑物基础造成冲刷导致结构失稳从而引发水毁。以上两种现状均归因于由于海啸作用造成的泥沙运动。因此,开展海啸作用下近岸泥沙运动特性以及水工建筑物周围泥沙运动对海洋灾害防治指导具有十分重要的意义。本文基于开源计算流体力学数学模型Open Foam,对其进行二次开发,引入了泥沙运动模块,建立了一套具有很高精度的岸滩演变及局部冲刷数值模型,并以孤立波类化为海啸波,对孤立波型海啸波的水动力特征、对沙质海岸演变的影响以及其在直立堤堤后的局部冲刷进行了分析研究。该研究对海啸灾害防护、直立式海堤设计以及岸滩修复具有一定的指导意义。本文主要研究工作内容和成果如下:（1）将推移质与悬移质泥沙运动模型实时耦合到开源计算流体力学Open Foam水动力模型中,构建了岸滩演变模型与局部冲刷数学模型。为了减少波浪在传播模拟过程中由于波能耗散高估而引得波高的衰减;在紊流模型中添加了浮力项,有效降低了波浪的衰减系数;采用VOF方法来追踪液面的变化;运用了动网格来捕捉床面的变化;运用有限面积法（FAM）来实现三维计算网格与二维计算网格数据之间的相互转换;引入了沙滑模型对畸形的底床地形进行平滑;采用牛顿液体剪切应力公式来替代传统的剪切应力计算公式。（2）运用系列相关物理模型试验对自主开发的岸滩演变与局部冲刷模型进行全面的系统的验证。运用波浪传播非破碎与破碎模型分别对波浪的浅水变形进行模拟;采用震荡流摩阻流速试验对剪切应力计算结果进行对比分析;通过悬沙运动与启动试验对悬沙模型中对流扩散方程的求解结果进行验证;利用闸门射流试验与海底管线冲刷试验对局部冲刷数学模型进行了验证;运用孤立波下岸滩演变试验与直立堤冲刷试验对岸滩演变数学模型和局部冲刷数学模型进行验证。数学模型计算结果与物理试验结果拟合良好,证明了岸滩演变模型与局部冲刷数学模型的准确性。相比于现有数学模型,岸滩演变模拟精度得到了一定的提升。（3）运用验证后的岸滩演变数学模型对孤立波型海啸波作用下沙质海岸的岸滩地形的演变过程进行了模拟,给出了孤立波型海啸波在斜坡上传播时的波形变化情况以及水动力特征分布,详细分析了孤立波在传播过程中的波面、流场变化情况,模拟发现岸滩演变主要发生在孤立波回落的过程中,与物理模型试验结果相一致;根据单个孤立波作用与连续多个孤立波作用后地形的变化情况,发现沙坝与沙坑的尺寸（深度和宽度）随着波数的增多而增大;同时利用悬沙对流扩散方程研究了海啸传播过程中的悬沙浓度分布特征,探讨了悬沙运动在岸滩演变中所占权重,给出了有、无悬沙输移时的岸滩演变形态,结果表明中粗沙底质条件下,相对波高（H/d）为0.2时,悬移质在岸滩演变中占主导地位,对于地形演变的主要贡献约占70%。（4）运用局部冲刷数学模型对孤立波型海啸作用下直立式海堤周围的局部冲刷进行了模拟分析,详细分析了波浪与直立式防波堤相互作用时的水动力特征、冲刷坑发展过程,给出了波面、流速随时间的分布关系,弥补了物理模型不能捕捉全部动态过程的缺陷。通过模拟,发现直立堤堤后冲刷坑主要是由于越浪水体冲击地面产生。为了探讨冲刷坑的主要影响因素（波高、静水深、直立堤出水高度以及堤前斜坡坡度）,对多组工况进行了计算比较,计算结果表明:冲刷坑位置与大小与波高、水深、堤身出水高度有着直接的线性关系;冲刷坑形态和尺寸对斜坡坡度敏感性不高,对堤身出水高度最为敏感。通过回归拟合法对最大冲刷坑深度进行了无量纲分析,得出了相关经验计算公式,可用于快速评估堤后冲刷坑深度。