本文以势流理论为基础,二阶Stokes波为入射波,应用二阶时域理论建立有限元数值模型,对作用在大圆筒结构上的非线性波浪力进行研究。在模型的求解过程中,本文应用GID对模型进行前后处理,与编制的程序相结合,对于求解大圆筒结构上的波浪力给出了一整套系统的求解方法。在对自由表面边界条件的处理上,采用四阶Runge-Kutta迭代格式对自由表面处的反射波位移和速度势进行时间步进,将反射波速度势作为本质边界条件加入到模型中。经对比,本文数值方法在满足精度的基础上,效率提高很多。故本文将四阶Runge-Kutta迭代格式加入到有限元程序中。在对辐射边界条件的处理上,采用在运动学和动力学自由水面边界条件中都加入阻尼项的形式,达到消除二次反射波的效果,获得稳定的波浪场。辐射边界条件的选定,完善了本文建立的有限元数值模型。应用数值模型,对作用在直墙上的波浪力与规范方法计算得到的波浪力进行对比,证明本模型正确。对比了作用在三维连拱形墙模型和直墙模型的波浪力,得出连拱形墙面上波浪力对直墙消浪的折减系数。基于数值模拟的结果,通过无量纲参数化,对作用在大圆筒结构的非线性波浪力的影响因素进行深入分析,给出了波浪力随波高、筒径及水深变化的规律。研究表明,无因次波浪力基本不受筒径影响；当水深较小时,波峰处的无因次总波浪力随波高增加而缓慢增加,而波谷相反；水深较大时,无因次总波浪力受波高影响变弱,波高对总波浪力影响总体不明显,而水深对无因次波浪力作用明显。拟合了三条作用在大圆筒结构上的无因次波浪力沿水深变化的曲线,该曲线能较好地反映圆筒结构上沿水深变化的波浪力。通过计算无因次波浪力,可得出作用在大圆筒结构上的非线性波浪力。