柱形结构是一种广泛存在的海洋结构物结构形式，如海上风机和灯塔的桩基、导管架平台、SPAR平台和半潜平台等。多年来，波浪与立柱的相互作用问题，特别是波浪爬升和砰击等强非线性问题，一直是海洋工程领域的研究热点之一。以往的模型试验多数关注波面的演变，对波面下水体的演变规律尚不清楚，亟待更深入的研究。因此，有必要开展基于模型试验方法的波浪爬升流场精确测量研究。同时，畸形波是一种瞬时性、波高很大和异常波形的灾害性波浪，对海洋结构物具有极大的威胁。然而，目前对畸形波流场的研究报道还不多。　　本文首先针对于规则波和畸形波做了纯波浪下的流场的测量，用线性理论解对实验值进行比较验证。针对规则波和畸形波的最大波峰处速度场的对比，发现畸形波的沿水深的速度变化远比规则波剧烈。同时，还对规则波和畸形波的流场的演变过程分别进行了深入分析。　　本文还研究了不同浸没深度的立柱在波浪作用下的波浪爬升、波浪砰击力和立柱周围流场。通过模型试验，研究波浪参数和立柱浸没深度等因素对波浪爬升与波浪力影响。同时，对畸形波的波浪时历及对立柱的波浪力进行了小波分析，找出预测畸形波作用下波浪力的有效方法。另外，采用粒子成像测速技术（PIV）对规则波作用下不同浸没深度的立柱周围流场进行了测量，研究了水质点速度与波浪参数和浸没深度的关系。　　最后，本文研究了不同浸没深度的水平圆柱在波浪作用下的波浪力和周围流场。通过模型试验，研究波浪参数和浸没深度等因素对波浪爬升与波浪力影响。这其中包括了畸形波和规则波的波浪力的对比。此外，对畸形波的波浪时历及对圆柱的波浪力进行了小波分析和统计值分析，找出预测畸形波作用下波浪力的有效方法。另外，针对不同浸没深度的圆柱柱的周围流场进行了PIV测量，研究水质点速度与波浪参数和浸没深度的关系，同时规则波和畸形波作用下的流场进行了对比研究。