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随着港口、海岸工程以及近海油气开发工程不断向深水发展，深水海域复杂海洋环境对海上结构物的设计提出了更高的要求，这些海上结构物有可能承受恶劣海况下极端波浪条件的作用并产生瞬态高频共振响应，从而遭到巨大损失或破坏。目前极端波浪作用下海上结构物高频共振响应的产生机理尚不明确，因此为了在工程实际中避免该现象的产生，对其进行系统的理论研究具有重要意义。本文从建立二维数值波浪水槽出发，对极端波浪的数值生成、 极端波浪作用下小尺度桩柱的受力计算、极端波浪作用下结构物高频共振响应等进行了系统的理论研究，主要研究内容和结论如下：1．建立二维完全非线性数值波浪水槽，在数值波浪水槽中利用波浪聚焦方法生成极端波浪，并分析了极端波浪场的特性。结果显示，在数值波浪水槽中生成的极端波浪和实验室模拟结果吻合很好，而且在该水槽中可以成功地生成实际海况下可能出现的极端波浪，表明本文建立的数值波浪水槽不仅可以模拟实验室小尺度极端波浪，还可以产生任意尺度的极端波浪，这些工作为进一步分析极端波浪作用下结构物响应奠定了基础。 2．用细长体理论计算极端波浪作用在小尺度桩柱上的波浪力矩并对其Fourier谱进行分析。分析结果表明，极端波浪作用下的波浪力矩包含高频成分，是结构物可能产生高频共振响应的原因。3．建立单自由度小尺度桩柱振动模型，在数值波浪水槽中模拟海上结构物在极端波浪作用下产生的高频共振响应，并对该响应进行了分析。通过对在数值波浪水槽生成的极端波浪及在极端波浪作用下结构物产生的高频共振响应进行系统分析可知：极端波浪具有强非线性和非对称性，包含接近于或整数倍于结构物自振频率的高频成分，因此在极端波浪作用下，结构物产生高频共振响应，从而可能造成损坏。4. 引进小波变换，对极端波浪及其作用下小尺度桩柱的高频共振响应进行了分析，通过分析波能在时间空间上的变化和桩柱响应能量变化阐述了结构物高频共振响应的产生原因，结果表明：在极端波浪的生成过程中，除了波浪聚焦引起的波能集中外，由于波－波非线性相互作用，还产生了高频能量，这正是极端波浪含有高频成分并进一步引起结构物高频共振响应的原因。