海上风电是促进世界各国能源结构调整的重要发展方向,中国南海是我国目前海上风电能源开发的重要海域。鉴于南海的面积广阔,不同海区的海洋水文和地形地质等环境条件复杂多变,必须选择与场址环境条件相适应的基础形式才能保证风电场充分发挥社会和经济效益。而斜桩承台式风电基础具有很好的地基条件适应能力、较好的结构稳定性能和成熟的施工技术等系列优点,目前已在我国海上风电场建设中得到广泛应用,但海底局部冲刷问题常常导致其下部桩柱出现失稳和局部强度破坏现象,甚至对风电基础的整体稳定性产生巨大影响,因而基础冲刷问题特别是不同倾角的单斜桩冲刷问题及多斜桩的组合群桩的冲刷问题日益得到学术界和工业界的重视。为此本文将针对这两种重要的基础冲刷问题展开水动力学数值模拟研究,同时基于平卧海床表面的圆形管线在波浪和水流的下游方向会产生泥沙淤积的特性,本文提出了一种新的桩基冲刷主动防护方法,即通过布设平卧管线可以造成泥沙淤积而弥补后方桩基冲刷造成的泥沙流失。本文关于斜桩承台式海上风电基础的冲刷模拟和主动防护方法的研究,对于我国南海风电场的建设及运维将具有重要的实际意义。首先,为了获得真实海上风电场的周围环境条件,本文结合团队课题对场址海域进行海洋水文等环境条件资料的收集,并通过实测资料分析得到波浪和海流特征要素,采用有效波高与有效周期联合分布概率最大的特征波浪参数作为参考条件,采用底层最大可能流速作为水流作用条件,为后文基础冲刷的研究分析做好环境动力条件准备。其次,本文以南海徐闻海上风电场设计部门针对海域超强台风提出的斜桩承台式混凝土基础作为参考形式,在试验验证的基础上,利用FLOW-3D水动力学软件中紊流模块和泥沙冲刷模块,对相对于海底来流方向成不同交叉角度的单桩进行局部冲刷数值模拟,得到不同交叉角度下的冲刷坑槽定量形态变化规律,进而以此为基础对两种不同布置形式的群桩基础冲刷问题展开研究。最后,根据平卧海床表面的圆形管线在波浪和水流作用下后方会产生泥沙淤积的特性,本文提出一种针对海上风电基础的新型以淤积弥补冲刷的防冲刷装置,并通过物理模型试验与数值模拟共同验证了该装置的减冲效果,最终结果表明了该装置的有效性。本文研究了斜桩承台式海上风电基础的单桩和群桩冲刷规律,并对群桩布置中倾斜桩的相对位置给出了工程上的建议,同时基于平卧海床表面圆管结构促淤减冲原理,提出了一种新的效果良好的基础防冲装置,在适当的布置形式下可以获得60%的减冲效果。