随着滨海旅游和海洋休闲娱乐需求的不断增长,兼具防波、景观、亲水功能的景观斜坡堤和护岸也得到了极大发展。景观斜坡堤和护岸结构有别于常规结构,发生越浪时,堤顶越浪流、护岸顶爬坡流及堤后次生波与常规的也不尽相同。越浪流、爬坡流对堤顶、护岸顶的建筑、设施甚至人身安全造成威胁,而堤后次生波也严重影响着堤后水域船舶泊稳。因此,开展景观斜坡堤和护岸的越浪与爬坡研究,正确预测、评估堤顶越浪流、护岸顶爬坡流及堤后次生波等,对景观斜坡堤和护岸工程建设及海滨旅游发展具有重要的现实意义。本文分别利用物理模型试验和数值模拟方法对景观斜坡堤和护岸的越浪与爬坡进行了研究。主要研究内容如下:提出计算精度和稳定性改进的SPH方法(SISPH)。首先分析了常用SPH方法模拟较大波幅波浪较长时间传播时存在的问题,在此基础上,分别从光滑核函数和支持域内相邻粒子分布情况两方面对常用SPH方法进行改进,提高了 SPH方法数值计算的精度和稳定性。进一步,建立了增强型动态边界条件(EDBC),从而提出稳定性增强型SPH方法(SISPH),实现了较大波幅波浪较长时间传播过程的准确模拟。针对堤顶具有一定宽度且光滑不透水的景观斜坡堤、顶部具有缓坡同样光滑不透水的景观护岸开展越浪与爬坡的物理模型试验研究。试验采用规则波和不规则波,分别在不同斜坡堤和护岸顶超高及不同斜坡堤堤顶宽度下,开展越浪和爬坡的物理模型试验,并对试验结果进行系统的分析研究。首先,详细分析了越浪量与堤顶宽度的关系,研究了堤顶宽度对越浪量影响的机理,并给出了越浪量沿堤顶宽度衰减系数的计算式。其次,探讨了越浪流厚度与堤顶前沿处平均越浪量的关系,并分析了越浪流的沿程变化规律。再次,对堤后次生波波高系数与越入堤后平均越浪量的关系进行研究,得到次生波波高系数的计算式,并利用频谱分析研究了堤后次生波的特性。最后,对护岸顶爬坡流厚度、最大爬坡距离与护岸顶前沿处越浪量的关系进行探讨,分析了爬坡流厚度沿程变化规律,给出了最大爬坡距离和爬坡流厚度的经验计算式。建立了景观斜坡堤和护岸的越浪与爬坡的数值模拟计算模型。该模型联合使用EDBC边界条件和改进的排斥力边界条件(RBC),实现了波浪传播、越浪流或爬坡流的准确模拟。同时,建立了一个适用于SPH方法的域内造波法,有效消除了较强非线性波浪的二次反射。应用所建立的数值模拟计算模型,对景观斜坡堤的越浪和护岸顶波浪爬坡进行了较长时间的数值模拟,并对数值模拟结果与物理模型试验结果进行了对比。结果证明,本文建立的数值模型可以较好地模拟景观斜坡堤和护岸的波浪越浪和爬坡过程,为相关研究提供了一个很好的数值工具。