近年来,随着经济的发展以及国际贸易的需求,船舶运输呈现向大型化发展的趋势,而为之服务的港口工程也在渐渐向水深浪大的深水海域发展。传统防波堤由于在深水中出现造价昂贵、施工困难以及其一直存在的港内水体污染等问题,已不能适应现今防波堤发展趋势的要求。为此,发展适应深水海域、软弱地基、具有良好水体交换能力以及较好的消波性能且造价合理的新型防波堤结构形式具有重要的工程实际意义。本文基于以上理念提出了一种比较合理的新型防波堤结构形式——由下部桩基支持上部开孔或封闭的半圆体结构的透空型防波堤——自由水面式半圆体(开孔)防波堤,并通过数值模拟及物理模型试验对该防波堤结构进行了研究,得到了如下结论：(1)通过数值分析,对上部结构为不开孔型和开孔率为9%、18%的开孔型两种结构的消波性能,基于波浪的反射、透射、耗散系数,在定水深不同浸水深度D不同波浪周期T的条件下进行对比研究,发现：随着浸水深度及波浪周期的增加,各结构的反射系数皆随之增大,而增加对能量耗散的影响；开孔率为9%、18%的两种开孔结构各水动力性能系数值差距不大；同样条件下,不开孔结构反射系数明显高于开孔式,透射系数比开孔式结构相对减小但差值不大,而开孔结构(尤其在相对水深较大情况下)具有更大的能量耗散系数,这说明,不开孔结构主要靠波浪反射衰减波浪而开孔结构主要靠能量耗散衰减波浪,从堤前水域稳定方面考虑开孔结构具有更好的消浪性能。(2)通过对开孔率为9%的自由水面式半圆体开孔防波堤,在规则波及不规则波作用下的,不同水深不同浸水深度不同波高波周期的物理模型试验数据分析,验证了数值模拟的准确性,探讨了相对板宽(B/L)、水深d、浸水深度D以及波陡(HI/L)对结构的波浪透射系数ET、反射系数ER、耗散系数EL、堤前波况系数EF和堤后波况系数Ec的影响。通过数值模拟与物理试验的综合分析发现：自由水面式半圆型开孔防波堤具有较小的波浪反射率与较大的耗散系数,适合在海岸基础设施中推广