渤海是地球上冬季结冰纬度最低的海域之一,波浪作用下渤海海冰发生断裂后形成的冰排或冰块爬上结构物或岸坡,形成碎冰块的堆积,可能会对结构物安全构成威胁或影响海洋生产运输;同时还影响冰缘线附近海水与大气之间的热交换,进而影响海冰的生消过程。研究波浪对小尺度近岸固定海冰的冲击特性、波浪-海冰的流固耦合特性以及定量地描述波浪引起的海冰断裂对海工结构的运行安全以及分析海冰断裂处海水与大气之间的热交换有重要作用。采用边界造波法建立了数值波浪水池,模拟了波浪传播过程,并与解析解进行对比验证;对水平板所受波浪冲击作用进行数值模拟,并与实验结果进行对比验证;基于ANSYS-FLUENT流固耦合技术,研究了受激励弹性薄板在静止粘性流体中的流固耦合振动问题,并与文献结果进行对比验证,验证了通过流固耦合技术模拟波浪与海冰作用的有效性。将海冰简化为刚性接岸水平板,研究了波浪与海冰作用时,海冰受到的冲击作用力与入射波要素、海冰尺寸的关系,初步分析了海冰断裂与入射波要素的关系。结果表明:(1)上托力和下压力峰值的绝对值随波高、冰长的增大而近似呈线性增加趋势,但随冰厚的增加其变化幅度不大;海冰弯曲正应力随波高、冰长增加而增大,随冰厚增加而减小。(2)当波浪周期为3 s,海冰长2 m、厚0.2 m时,辽东湾西岸南堡镇海冰断裂极限波高为0.504 m;当入射波高0.1 m,海冰厚度0.2 m时,海冰断裂极限冰长为4.273 m;当入射波高0.1 m,海冰长2 m时,海冰断裂最小冰厚为0.098 m。将海冰视为弹性体,采用三维流固耦合数值模拟方法,对波浪-海冰耦合的水动力及其结构响应问题进行了研究,通过改变入射波浪的波高、波长,对辽东湾近岸海冰的结构响应特性进行了数值模拟分析。结果表明:(1)海冰最大主应力、最大主应变、自由端位移的峰值绝对值随波高、波长的增加而增加。(2)当波浪周期3 s,海冰长2 m、厚0.3 m时辽东湾西岸兴城的海冰断裂极限波高为0.63 m;入射波高0.6 m,海冰长2 m、厚0.3 m时海冰断裂极限波长为15.35 m。