结构入水问题一直是学术研究者关注的典型工程问题,结构入水研究在航空航天、船舶海洋等领域都具有十分广泛的应用,结构在入水过程中与水面接触时产生剧烈的冲击载荷,冲击载荷可能导致结构的局部破坏或整体破坏,也同时会对结构物的入水运动轨迹产生影响。准确的预测入水轨迹以及入水产生的砰击载荷是研究入水问题亟需掌握的关键技术之一。本文采用耦合的欧拉-拉格朗日(CEL)分析方法,结合Abaqus软件的用户二次开发,实现对于回转体结构入水过程的数值模拟。分析结构响应受到入水初始攻角、初始速度角、初始速度及浪流载荷作用的影响规律。为了防止入水触底或结构破坏,提出通过改变初始入水条件以降低入水过程中的垂向位移和加速度载荷的可行性方案,为船舶与海洋结构物的结构设计和优化提供参考。首先,根据回转体结构入水的特点,选取了CEL分析方法作为研究结构入水的数值分析方法;应用CEL方法对回转体结构入水冲击响应以及入水空泡特性进行了仿真模拟,并与实验结果和其他数值方法进行对比,验证了模型的正确性和高效性;结合Abaqus软件的二次开发,建立了回转体结构入水冲击有限元数值仿真模型及回转体结构入水仿真分析程序。其次,应用CEL方法针对于静水条件下回转体结构入水响应特性进行分析。选取结构入水典型工况的冲击响应进行详尽分析说明,对于结构入水过程中出现的典型现象进行描述;之后开展初始入水攻角、初始入水姿态角和初始入水速度对于入水冲击特性影响的研究,提取结构入水的结构响应变化并总结回转体入水初始条件对于入水响应的影响规律,提出通过改变入水初始条件以降低入水响应的可行性方法。再次,在静水条件下入水冲击响应数值仿真分析结果的基础上,研究了入水冲击响应半理论公式预报方法。根据结构入水的初始条件,对结构体入水的速度衰减曲线进行理论预报;在已有的数值仿真结果的基础上,分析初始入水速度和初始攻角对于加速度峰值变化的影响规律,归纳得到无因次速度因数和无因次攻角因数并绘制加速度峰值预报曲线公式;根据无因次速度因数和无因次攻角因数,推导加速度载荷峰值随初始速度和初始攻角变化的预报曲面公式。最后,应用CEL数值模拟方法针对存在浪流作用的海况下回转体结构入水开展研究工作。分析了只存在波浪的情况下,入水位置和波高对于结构入水响应的影响;分析了只存在海流的情况下,海流流向对于结构入水响应的影响。在前文研究的基础上,将浪流作用叠加在一起,分析浪流联合作用的复杂海况下,结构入水冲击响应受到的影响。为复杂浪流海况下结构入水过程设计提供降低垂向位移或加速度峰值的参考方案。