海上风电是我国新能源发展的重点,我国海上风能资源丰富,但是复杂的海洋环境会影响海上风电基础的稳定性,尤其对于应用最为广泛的单桩基础,在水流和波浪作用下基础周围的冲刷问题,严重威胁海上风电的安全运行。本文通过物理模型试验,模拟了单向流、波浪和波流耦合条件下单桩基础的局部冲刷,以及抛石、软体排、仿生水草和蜂巢等四种冲刷防护措施下的单桩局部冲刷。并用FLOW-3D建立了三维数值水池,模拟了单向流作用下单桩基础周围局部冲刷及抛石防护、软体排防护措施下的局部冲刷。本文的结论如下:（1）通过系列比尺试验,成功预测了单桩基础在单向流、波浪和波流耦合作用下的最大冲刷深度。（2）采用抛石和软体排防护措施进行单桩基础周围的防冲刷试验研究。认为:抛石抛放时间对于防护效果有着重要影响,抛石粒径的搭配也对防护效果有着明显的影响,“上大下小”方案的防护效果最佳;矩形软体排防护对单桩局部冲刷的防护效果明显,圆形软体排能有效地减弱了矩形软体排在四角位置处冲刷明显的缺点。（3）创新性地进行了仿生水草防冲刷的试验研究,研究发现:仿生水草防护相比于其它防护方案具有促淤的功能,同时发现叶片的宽度对冲刷结果有着直接影响,叶片越宽防护效果越好。同时提出了新型蜂巢结构防冲刷方案,通过不同尺寸格室的防护效果对比,发现格室更密的蜂巢具有良好的防护效果,同时蜂巢格室具有生态友好的特性。（4）基于FLOW-3D软件建立的三维数值水槽,模拟1:34比尺条件下单桩基础周围冲刷,抛石防护、软体排防护和蜂巢防护结果,模拟结果与物理模型试验结果吻合良好,说明建立的数学模型能够进行结构物周围局部冲刷的模拟研究。