消浪结构的消浪效果与作用波浪频率有很大关系,消浪结构消浪效果的提升受到结构边界和波浪频率耦合作用的影响。这样就引出了两个研究课题,一是作用波浪频率带宽给定,在消浪结构消浪水平一定条件下的消浪结构边界设计问题;二是消浪结构边界给定,在消浪结构消浪水平一定条件下的消浪结构最佳作用波浪频率带宽计算问题。波浪反射水平一定条件下的消浪结构边界设计问题和消浪结构最佳作用波浪频带宽度计算问题可以归结为基于波浪反射特性的消浪结构最佳边界和消浪结构最佳作用波浪频率带宽的逆设计问题。通过对消浪结构边界的优化设计可以适当拓宽消浪结构低反射水平下的消浪频带宽度,使得消浪结构的适应性进一步增强。本文针对以上问题,进行了大量的相关研究、分析及验证后,提出了“陷波”频率宽度可以适当拓宽的波浪带隙结构的概念,并给出了波浪带隙结构所具有的特性-波浪带隙特性。将逆设计思想引入消浪结构的优化设计中,以波浪反射性能作为目标控制,消浪结构边界作为设计变量,逆设计消浪结构边界,拓宽消浪结构的最佳消波频带宽度。具体研究内容及研究成果如下:首先,提出了能够包含自然界中不确定性因素影响的基于自适应神经模糊推理系统ANFIS的消浪结构尺寸逆设计模型,通过ANFIS建立了波浪反射系数与消浪结构尺寸之间的非线性关系。基于板结构抑制波浪垂向运动将波浪反射降至较低水平和开孔结构拓宽消波频带宽度消除更宽频带范围内波浪的优势,提出了 COMBLOCK新型消浪结构。针对周期为0.8s-1.6s范围内的数值尺度波浪（模型比尺1/25对应的真实海域波浪周期为4.0s-8.0s）,通过基于ANFIS的消浪结构尺寸逆设计模型反演设计了波浪反射水平0.4以下的COMBLOCK消浪结构最佳尺寸。其次,提出了基于伴随方法的消浪结构边界形状逆设计方法,将离散伴随方法引入到消浪结构的逆设计优化中,并与流体水动力模型相结合,发展形成了以数值驱动为主的消浪结构智能优化设计方法。应用基于伴随方法的消浪结构边界形状逆设计方法优化了三种不同初始型式的消浪结构边界形状,在设计频率波浪作用下得到了消浪结构低波浪反射水平下的最佳消浪结构边界形状。然后,开发了波浪带隙结构带隙计算方法,计算了波浪反射水平0.4以下的不同型式波浪带隙结构的带隙宽度,确定了带隙宽度起始频率和终止频率的具体位置。研究了波浪带隙宽度的影响因素,得出结论:在消浪结构型式已定的条件下,消浪结构的边界尺寸及边界形状是影响波浪带隙宽度的主要因素。最后,针对波浪带隙结构带隙的计算结果,采用数值波浪水槽进行了波浪带隙结构带隙特性的验证,将带宽范围内的波浪和带隙边界附近的波浪作为测试波浪条件,分别进行了波浪与不同型式的消浪结构及波浪带隙结构相互作用的数值模拟,对比了其流场变化特性及波浪反射特性。