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浮式防波堤是由系泊系统约束漂浮于水面处,对港内结构或海岸起到掩护作用的防浪设施。与传统坐底式防波堤相比,具有施工便捷、造价不高、对被掩护水域的水动力环境影响不大等优点。但到目前为止,浮式防波堤的实际应用十分有限,这主要是由于其消波性能远不如坐底式防波堤,尤其对长周期波的作用表现的更为乏力。另外,对于浮式结构而言更为重要的是其系泊系统的安全性。获得良好的消波性能和有效降低系泊系统荷载成为浮式防波堤研究中不易解决的矛盾。为此,本文提出了由菱形模块拼装的多孔浮式防波堤的结构型式,并对其消浪性能及系泊型式、以及影响系泊力的因素进行了研究,获得了具有优良几何构造特征的浮式防波堤。首先,为预估大尺度柔性浮体作为浮式防波堤的可行性,本文利用特征函数展开法进行了波浪与多模块铰接结构相互作用的耦合解析计算并与实验结果进行对比分析。计算中,多体结构的运动方程由拉格朗日公式建立。结果表明,由于该种结构的柔性较大且吃水深度很小,从而难以获得良好的消波性能。其次,本文利用同等数量的菱形模块拼装成十余种浮堤形式进行实验测试。测试的内容包括透射系数及系泊缆受力。在对三种满布拼装而成,具有不同高宽比、不同刚度的三种浮堤模型进行测试后发现,在同等材料用量且菱形模块满布拼装时,大宽度、浅吃水、高柔性的席形浮堤与小宽度、深吃水、高刚度的箱型多孔结构的消波性能差别不大,且在系泊缆为零初张力时均难以满足实际应用中防波堤应具有的消浪效果。在对五种具有不同外轮廓及内部构造特征的浮式防波堤结构的实验分析发现,浮堤的消波性能与其断面的外轮廓形式关系不大,而透空位置及内部构造对消浪有更明显的影响。另外,初始锚泊力增大能使消浪性能有显著提高,但同时在波浪作用下可能产生更大的缆力。本文又对四种宽度相同而构造形式具有显著特征的矩形截面浮堤模型的消波性能与缆力进行了测试,发现浮堤的内部几何构造对消波性能及系泊缆受力均有明显影响,总的来说,浮堤迎浪与背浪外表面应具有适当的镂空性,而结构中部垂直面应较为封闭,这有利于引起入射波作用的时间差、阻挡波能直接穿透结构同时降低由于浮堤运动而对掩护水域产生的“造波”作用。而结构的垂向上也应用适度的透空,这不仅将增大由结构下部传入结构内的波能而且能有效控制系泊缆力的增长。基于上述获得的对浮堤性能及系泊力的影响因素,本文最终提出一种新型的浮堤结构形式,并进行更为详尽的实验分析。实验内容包括两种锚泊方式(单向锚泊与双向锚泊)时的透射系数Kt (Kt=Ht/Hi,Ht—透射波高,Hi—入射波高)、反射系数Kr (Kr=Hr/Hi,Hr—反射波高)、能量损失系数及相应工况的系泊缆力。另外还进行了多孔浮堤受不可渗透直立墙作用的实验,实测透射系数KT (KT=HT/H,HT—直立墙前实测波高,H—波浪场中没有结构时的波高)以单点波高计算获得。结果表明,该浮堤有较好的消波性能,当受到系泊系统约束更强时的消波性能更为优越,但系泊力也明显增大。其在波浪作用下反射系数不大而能量损失系数较高,这不仅使得其系泊缆受力更小,而且在不可渗透直立墙影响下掩护水域的能量聚集现象显著降低。最后,本文利用边界元方法建立的数值波浪水槽技术模拟了张力缆系泊的多孔浮式防波堤的水动力特性。