波浪从深水传入近岛礁附近浅水区域,由于复杂海底地形及岛礁遮蔽等因素的影响,波浪不仅会发生绕射、折射和反射现象,也会产生由于波浪破碎和海底摩擦等因素造成的损耗,过程十分复杂。本文基于数值模拟、试验及实测数据,研究目标岛礁附近的台风浪计算方法及波浪演化规律,力图为岛礁建设工程,如超大浮体的建造等提供准确的波浪环境条件。首先,修改了SWAN模型和WWIII模型的嵌套接口,使其可以满足更小网格尺度的嵌套计算,并用其嵌套计算了台风“海鸥”,对比结果显示嵌套计算准确性较单独利用WWIII模型计算有明显的提高。结合测点处实测双峰谱数据,结合台风风场云图分析了台风下“海鸥”双峰谱的形成原因及演化过程。其次,通过在大连理工大学进行缩尺比为100:1的模型试验,分析波浪在目标岛礁的演化规律,并发现SWAN模型计算结果整体与试验结果吻合良好,但在模拟极浅水域的波浪破碎位置及岛礁后绕射区域的波浪参数还存在一定问题。最后,提出一种波浪演化反问题数学模型,依据岛礁周围地形实测数据,利用一个测点及其前三阶谱矩反演远场波浪谱。SWAN模型和遗传算法的混合方法被用来求解该数学模型。SWAN模型的计算数据及模型试验数据被用来验证该方法,给定谱与反演谱的对比结果表明该方法可行,可以成功反演远场波浪谱。