港内波浪的分布与特性一直以来是许多海洋研究者关注的问题，研究港内波浪的绕射变形以及港内的长周期波效应，对港口的规划与建设均具有重要的意义。目前港内的波浪绕射计算大多局限于代表波法，并没有一个完善的数学模型能够较为有效的模拟港内不规则波的绕射变形；并且，近年来，长周期波浪的研究在国内并没有得到过多的重视。鉴于此，本文做了以下两部分工作：首先，本文利用单源点法求解Helmholtz型缓坡方程建立的考虑边界反射的绕射数学模型作为规则波绕射模块，通过线性海浪理论中能量线性叠加的方法，建立不规则波绕射数学模型，对频谱的分割方法、频率分割数以及方向分割数进行分析探讨，得出了较为有效的频谱分割法，和较优化的频率和方向分割数。并此基础上比较了不同方向谱对绕射结果的影响，以及在实际港池中，各种方向谱的得出结果之间的差异，给使用该不规则波绕射模型进行港内波浪绕射计算时，在频谱分割方法、频率和方向分割数、谱型的选择方面提供参考依据。并且通过同实际地形物理模型测量资料的比较，证明该不规则波绕射模型具有一定的工程实用性。其次，利用信号处理中的窗函数法设计FIR低通数字滤波器，建立港内的长短波(周期)分离模型。利用港池内的波浪实测资料，通过该数学模型分离得出长周期波浪波面数据，并对港内长周期波的分布状况进行分析研究，从而为港内泊位的设计等提供参考依据。通过在实际港口的应用，表明该模型具有一定的工程适用价值。