防波堤堤前冲刷引起的安全问题,在设计和建设过程中一直被重点关注。反弧面直墙防波堤作为一种新型防波堤,堤前冲刷尚未进行过研究,为了预估波浪作用下最大冲刷深度、堤前是否需要护坦及采取何种护坦措施,进行研究具有重要的工程意义。本文以物理模型试验为基础,结合流体计算软件Flow3D对堤前冲刷的相关问题进行了研究。物理模型试验共27种工况,水深、波高和周期各3种取值,通过试验发现了如下现象和规律。根据观察,所有试验工况的堤前波浪形态可分为三类:一、近破波,产生于小水深的情况,此时堤前床面为不规则冲刷形态;二、远破波,产生于大水深大周期的情况,此时堤前床面为扇形冲刷形态;三、立波,产生于大水深小周期的情况,此时堤前为垂直于波浪传播方向的平行沙纹,分别描述了三种冲淤形态随时间的发展过程。分析了堤前水深和波要素的变化对堤前冲刷形态的影响,结果表明水深对堤前冲刷影响最大,周期其次,波高最小,且当水深相同时,堤前不冲不淤节点距堤脚的距离与波长的比值为定值,与波高无关。将堤前最大冲刷深度实测值与谢世楞公式计算值进行比较,发现在谢世楞公式基础上乘以放大系数1.1,计算值与实测值较为接近,可用于该新型防波堤堤前冲刷深度估算。基于Flow3D软件建立数学模型,计算了堤前波高、波浪形态并与实测值进行了比较,吻合较好。在数值模型验证的基础上分析了堤前流场和紊动能量场的分布状况,发现在反弧面墙的外部会形成发散速度,堤前的冲淤形态由紊动能量和发散速度这两种因素共同决定,当发散速度起主导作用时,堤前床面冲刷形态为扇形分布;但若受到紊动的影响,扇形分布形态会转变成不规则形态。发散速度的作用会随着水深的增大而减小,意味着水深足够大时,反弧面墙防波堤堤前冲刷形态将与直立堤类似。