在海洋表层有许多微小的气泡存在,这些气泡主要是因为波浪破碎而产生,波浪破碎引起水流强烈的紊动和翻滚,卷入大量空气形成气泡,气泡的演化和输运过程影响着破碎带泥沙输运、污染物迁移运动。并且对于海洋与大气之间的交互作用而言,大量的气泡在海面上破裂分解,不但可以增加海面与大气的接触面积与能量的转换率,同时也会释放出气泡内部的气体与水蒸气,间接影响海洋以及大气间的热平衡作用。而最常见的波浪破碎多产生于近岸地区。所以,研究近岸破碎区内气泡的特性,对于两相流机理研究有着重要的理论价值和科学意义,同时,对于解决近岸区域的工程实践问题和环境问题有着十分重要的现实意义。本研究物理实验部分采用1:10单一斜坡概化岸滩,在水深条件h = 0.3 m、0.35 m、0.4 m,和波高条件H=0.05 m,0.08 m,0.1 m的工况下开展波浪水槽实验,并辅以数值模拟方法对卷破波作用过程中卷入气泡特性展开研究。本文针对卷破波展开研究,第一部分为波浪破碎作用下破碎区域内气泡大小和数量分布。第二部分为破碎区域内空隙率的分布规律。第三部分为波浪破碎作用下卷入气泡演化过程数值分析。结果表明:(1)波浪破碎作用下破碎区域内气泡粒径分布遵循pocdα,气泡的直径d与概率密度p之间存在明显的幂指数关系,随着气泡粒径的增大气泡概率密度呈e指数衰减。以Hinze特征尺度为分界,气泡粒径分布遵循不同的分布规律,本实验的Hinze特征尺度约为4 mmm;(2)随着深度的增加指数α基本呈减小趋势。距离“气泡生成区域”越近,小气泡的数量越多,而大气泡多出现距离卷气较剧烈的“气泡生成区域“较远的位置处。波高对于气泡粒径分布和气泡生成数量的影响很大。而水深对其影响则不明显;(3)波浪破碎作用下破碎区域内空隙率随深度呈e指数衰减,随着深度的增加,空隙率逐渐减小,越靠近“气泡生成区域“,水体紊动越强烈,空隙率越大。通过实验数据拟合得到破碎区域内空隙率垂直分布的表达式;(4)建立数学模型详细分析了破碎区域内流速和紊动动能分布,以及波浪破碎作用下卷入气泡演化过程,分析结果与实验结果吻合良好,即本文所建立的数值模型能较好地反映出破碎区域内的水动力及气泡运动特性。