中文摘要：

在实际海洋工程设计中，极限破碎波浪是海上建筑物最主要的破坏因素之一，由于破碎波浪的复杂性，以前的极限波研究多限于二维单向波浪，而实际的海浪是多向的不规则波浪，波浪的方向分布对于所产生极限波的大小及特性具有重要的影响，本课题将建立在多向不规则波水池中产生三维极限波的理论和方法，并形成可以实用的软件包，同时建立可适用于极限破碎波浪模拟的数值计算模型，采用物模试验和数值计算相结合的方法，对于三维极限波的特性进行研究，确定三维极限波的破碎条件，同时研究三维极限破碎波浪对工程建筑物的作用，为工程建筑物的设计提供参考依据。

结论摘要：

在实际海洋工程设计中，极限破碎波浪是海上建筑物最主要的破坏因素之一。本项目研究利用长波传播快、短波传播慢的原理，分别建立了产生二维和三维聚焦极限破碎波浪的理论方法，并形成了在水槽和水池中产生聚焦极限波浪的可以实用的控制软件，分析了影响聚焦极限破碎波浪特性的主要影响参数，对于在给定位置产生的波浪，二维聚焦极限波的波面特性主要取决于组成波的中心频率、频率宽度和所采用的频谱形式。而对于多向聚焦极限破碎波浪，除上述三种影响因素外，波浪的方向分布及其分布范围亦对其特性具有很大的影响。研究结果表明，多向极限波浪的破碎指标远大于单向波浪，通过物模试验研究，对于极限破碎波浪的特性进行了试验研究，对产生的临界破碎波、崩破波和卷破波的波面特性、破碎指标、传播过程中的频谱变化及破碎能量损失等进行了进一步分析研究。同时采用高阶谱方法，通过引进造波边界条件，建立了可以模拟多向聚焦波浪传播的数值模拟方法，为进一步研究多向聚焦波浪的传播特性创造了条件。