防波堤作为一种常见的港口、海岸工程结构,主要用于防御外海波浪对所掩护海域的侵袭,为船舶的停泊和作业提供平稳、安全水域和保护港内水工建筑物,故在港口工程中具有特殊地位。鉴于深水开敞海域环境恶劣,传统水工结构因工程造价高昂、技术复杂、施工困难等已不能适应深水港发展需要。因此,寻求合理、可靠的结构型式和切实可行的施工方法以保证其使用功能并降低造价为世界各国港口工程界所重视。气幕防波堤作为一种特殊形式的防波堤,与固定式防波堤相比,具有移动性、临时机动性、可重复使用、不受水深和地质条件限制、不影响水流、泥沙的运动条件,可以很容易通过抛锚固定或通过锚链固定在抛入水中的预制重物上等优点。另外气幕防波堤的重量轻、结构简单、造价低。因此气幕防波堤在水运、水产养殖,军事方面有良好的应用前景。本文从物理模型试验和数值模拟两方面出发,对气幕防波堤消波性能进行了初步探讨、分析和研究。在物理模型试验方面,基于重力相似准则关系,设计了一套气幕防波堤消波性能试验研究方案。分别考虑了不同入射波浪要素、不同供气量Q大小、不同喷气孔口直径、不同模型长度比尺条件下的气幕防波堤消波性能,并对气幕防波堤对波浪的反射作用做了分析。根据整理得到的试验数据并进行分析,给出了气幕防波堤消波性能相关结论。数值模拟方面,将空气和水看成是一种变密度单流体,视空气为不可压缩气体,利用有限体积法,结合连续方程和不可压缩雷诺平均N-S方程,并利用k-ε方程封闭方程组,采用VOF方法追踪空气和水的界面,进行了静水中单一气泡和气泡帷幕的数值模拟；进一步说明气幕防波堤的消波机理是由于气幕的存在而在水体中产生水平流的结论。其次,采用推板式造波实现了二维数值波浪水槽的建立,同时利用UDF实现了数值波浪水槽尾端消波过程,同时实现了气泡帷幕在波浪中的作用,进而完成了对气幕防波堤的数学模型；通过采用和试验相同波浪要素情况下气幕防波堤数值模拟研究,并对数值结果和试验结果进行了对比分析,说明本文气幕防波堤数学模型建立的合理性。此’外,空气的可压缩性对气幕防波堤消波性能影响在本文也进行了数值研究,并给出了相关结论。再次,通过建立好的气幕防波堤数学模型进行了气幕防波堤消波性能影响因素数值模拟研究,即从入射波浪要素和气幕防波堤自身结构参数两大方面考虑,对可能影响气幕防波堤消波性能的各个因素进行了数值模拟研究。并结合给出的相关结论,为气幕防波堤的实际应用提供可靠的有价值的依据。最后,对气幕防波堤供气量比尺λQ和长度比尺λL之间的关系进行了数值研究,并采用原型法和外推法对供气量比尺λQ和长度比尺λL之间的关系进行了初步探讨,进而和试验时得到的供气量相似关系进行了对比分析。同时对考虑空气可压缩性和不考虑空气可压缩性两种情况下得到的供气量比尺λQ和长度比尺λL之间的关系也进行了探讨。最后给出本文的相关结论。