本文研究了非线性聚焦波浪作用下固定式海上风机单桩基础的高阶波浪绕射。采用NewWave理论在试验和数值波浪水池中产生瞬态强非线性聚焦波浪,以模拟深海中的极端海况。文章提出了一种基于Stokes展开的高阶非线性波浪估算数学模型。基于该模型,利用一种控制相位的谐波分解技术,将非线性自由表面波分解成各阶,分析每一阶成分的特性。水池试验表明,风机单桩圆柱周围存在强烈的高阶绕射。广泛适用的三阶及以上的绕射分析较为复杂,目前尚无有效理论分析方法,本研究采用全非线性数值水池方法,模拟非线性聚焦波作用下复杂高阶圆柱绕射。水池试验和数值模拟结果表明,基于Stokes展开的数学模型以及相位控制法可有效将非线性波面分解出三阶及以上的谐波成分,高阶绕射对于波浪爬高和结构物周围波面有重要影响,高阶绕射波对波浪非线性载荷有相当贡献。