海洋环境中,波浪在往近岸传播的过程中往往并不会孤立存在,通常会一直伴随风的影响,风影响下波浪近岸传播变形要比纯粹的风浪或涌浪的传播变形更为复杂。而在实际工程应用中,近岸各类工程建筑物除了受到波浪的直接影响外,风对波浪的影响会间接导致建筑物上的波浪载荷发生变化。探究风与各种海岸动力因素之间的相互作用机制以及风对波浪近岸传播变形、防浪建筑物上的水动力特性影响,为准确进行水动力要素预报、海岸工程的设计及防灾减灾标准的制定提供重要的参考价值和应用价值,对保障沿海人民群众的生命财产安全具有重要意义。本文基于风浪水槽物理实验对风影响下规则波近岸传播及其与建筑物的相互作用开展研究,实验中采用斯托克斯二阶波。分别考虑斜坡上有无建筑物两类情形,第一类情形采用1:10及1:20两种坡度的概化岸滩产生卷破波及崩破波,对风影响下的近岸沿程波面、流速及最大爬高进行了记录和观测;第二类情形采用1:10斜坡布置潜堤型建筑物,对风影响下的潜堤局域波浪变形、潜堤上的波浪传播过程及波浪力荷载进行了记录和观测。在物理实验模型的基础上,基于粘性不可压缩Navier-Stokes方程,耦合大涡模拟(LES)方法计算湍流特征,采用含人工压缩项的高分辨率VOF方法捕捉气液交界面,在开源平台OpenFOAM下的Waves2FOAM模块中构建二维风、浪及建筑物耦合数值模型。结合有关实验结果对模型的有效性和可靠性进行验证,结果显示数值模型能够较精确的预测有无风条件下近岸波浪传播稳定性、水动力特性,以及潜堤上的波浪传播过程和波浪力荷载。针对斜坡上不存在建筑物情形,综合考虑了风速、入射波高、斜坡坡度对波浪破碎、近岸流场、湍动和涡动等水动力特性的影响,实验及数值结果表明向岸风会使得波浪提前破碎,同等风速约束范围内,波浪破碎位置分布的离散程度随破波参数(ξ0:Irribarren number)的减小趋于增加,且破波指标(Hb/hb)随风速的增大而增大;风还会导致近岸回流加剧、湍动水平提升以及涡动扩散加速,且不同类型破波的结果存在一定差异;最后,基于实验结果并结合理论分析分别对近岸波浪增减水及爬高提出了相应的经验公式。针对斜坡上存在潜堤情形,探讨了风速、入射波高及水深条件对潜堤上波浪力荷载、潜堤局域的流场、湍动及涡动等水动力特性的影响,综合实验及数值结果发现,潜堤上的波浪力载荷随风速增大而增大,而当风致波浪在潜堤附近或堤前破碎时会出现一定程度的衰减;同时,无量纲特征流速(?)随着风速增大总体趋于上升,且其能有效表征有无风情形下潜堤上的波浪力载荷;此外,风也会增强波浪在潜堤上的透射进程,减弱其在潜堤上的耗散,以及导致堤前水体回流、湍动强度趋于增加,涡动扩散范围向离岸方向延拓。综上所述,本研究以物理实验为基础,结合数值模型对风影响下波浪近岸传播特性及其与建筑物相互作用进行了研究,进一步补充和完善了风、浪及建筑物相互作用机制。