河口海岸二维水动力和大范围风暴潮的数值模拟对港口设计建设、海洋水文研究、岸滩保护、沿海居民及建筑安全都具有十分重要的意义。目前众多传统二维水动力数值模型在稳定性、局部守恒性、间断捕捉、高精度、计算效率等其中一方面或者多方面还存在不足。间断有限元方法结合了有限元法和有限体积法的优点,具有稳定、高精度、利于自适应网格生成、易于并行算法实现、保证局部守恒的诸多优势。本文采用无积分节点间断有限元方法离散二维浅水方程,对控制方程中的源项进行完善,初步建立起了用于河口海岸水流运动模拟的二维水动力模型。本文的主要成果如下:(1)在浅水方程中加入了科氏力项、风应力项、底摩阻项和水平扩散项并利用无积分间断有限元离散建立二维水动力数值模型,选取合适的理想算例对各源项计算的合理性进行了验证。验证后的模型应用于海南省三亚市红塘湾海域的实际潮流模拟中,模拟结果与全潮水文观测数据吻合良好。模型具备了模拟河口海岸二维水动力的基本功能。(2)考虑波浪与潮流共同作用的情况,在模型中加入了辐射应力项、波面水滚项、波流共存时的底部切应力项和水平扩散项,分别选取无结构物和有结构物的沿岸流物模实验,设计相应算例进行了模拟。模拟结果与实验数据吻合良好,表明模型具备了较为合理的波流耦合模拟功能。(3)考虑模拟大范围潮流及风暴潮的情况,选取极射赤面投影的方法将经纬坐标的二维浅水方程投影至平面坐标系中,采用本文的数值方法求解这一控制方程,并将其应用于实际潮流的模拟中。模拟结果与实测数据及本文建立的直角坐标模型模拟结果吻合良好,表明本文初步建立的可用于大范围海域水动力模拟的数值模型是可行的。