非线性波波共振作用和非线性波流相互作用是导致波浪场能量谱发生变化的重要因素,相关问题广泛存在于工程实际问题中,已有的大量研究工作主要从初边值问题角度研究这两种因素对波浪场能量谱随时间演化的影响。本论文尝试从边值问题角度出发寻求对应的稳态解现象,以理论分析为主,辅以试验验证的方式分析了稳态共振波的存在性并揭示了其能量分布特性,此外提出了非线性波流相互作用模型并考虑了涡量对频率(相速度)的影响。本文主要研究了如下六个问题,分别描述如下:1.从已有的特殊四波共振开始,研究了一般的四波共振,多个波分量耦合的四波共振及由高阶波波作用形成的六波共振。在以上三种情况中,我们发现稳态共振均存在且有多解,此外当参加共振的波分量个数增加时稳态共振波多解的个数有增加的趋势。2.以特殊的四波共振和六波共振为例,研究了当参数变化时稳态共振波的能量分布情况。确认了能量分布在参数空间内的连续变化,当波形从二维趋向一维或当波系中各波分量幅值增加(总能量增加)时,近似共振分量将包含越来越多的能量。3.通过线性稳定性分析发现当扰动不与任何未扰动波分量发生共振作用时,稳态共振波是稳定的。考虑到小振幅的初始扰动需要足够长的时间发展才有可能影响到波系能量分布,因此至少理论上讲,稳态共振波可能是亚稳定的,这为实验观测提供了可能性。4.为消除了稳态共振波必须满足Phillips线性共振条件的限制,在同伦分析方法框架中提出了分段的线性算子。通过此分段线性算子,得到了仅满足非线性共振条件的稳态共振波,扩展了稳态共振波的存在空间,且发现当波系中波分量幅值增加(总能量增加)时稳态共振波的存在区域随之扩大。5.在物理实验误差允许范围内,通过对照组实验的定量对比讨论了稳态共振波的存在性。观察到了由主波分量间的相位差而产生的对称组和非对称组波形。此外,定性对比上实测数据和理论结果吻合良好。6.考虑了无来流时双色波中基波相速度受非线性波波作用的影响,给出了考虑波波作用时相速度的高阶近似。分析了有旋来流对基波相速度的影响,发现来流(平均涡量)对非线性波波作用的影响由来流特征斜率决定,而来流表面速度大小则增强或减弱此效应。