淤泥质海岸泥沙的淤积问题一直是困绕港口、航道正常作业的关键问题。二维水流泥沙数学模型是计算航道和港内泥沙淤积量的有效方法,本文拟对此开展研究。主要研究工作概括如下。一、用COASTTOOL2D水流模型进行流场模拟,并对模型进行了改进。在数值模拟中发现,原COASTTOOL2D水流模型在底坡较大时通量计算会产生较大误差。其原因是在非线性通量计算中近似采用了单元边平均水深,本文通过积分导出了倾斜底坡下对流通量的补偿项,从而使模型可推广到地形变化较大的区域。二、在动边界处理中,新提出一种网格淹没度的概念,并据此导出一种控制方程新的离散方法,将半淹没网格视为渐变连续体处理,使边界处水量计算与动边界实际位置相吻合。应用此种方法可以将动边界单元与内单元统一处理,从而避免了动边界处因干湿单元变换引起的数值振荡。此方法的特点是在无须重新划分网格前提下达到可变网格的计算效果,理论上严谨,应用方便,计算准确且速度较快,在工程中有很强的实用性。三、新提出一种线单元处理方法,用于模拟水下强变化地形——潜堤。数值实验表明,潜堤淹没前后,流场可以平顺过度,增强了模型的适应性。四、在水流和泥沙模型中考虑波浪的影响,建立了波流共同作用下悬沙输运数学模型,运用该模型对天津港及其周围海区泥沙运动过程进行了模拟。