近年来,深海油气矿产资源开发利用越来越受各国的重视。然而海洋环境不断恶化,极端海况如波浪砰击、ringing(高频共振响应)等现象不断出现,对海洋结构物与海上工作人员的安全造成重大威胁。我国正努力实现海洋大国到海洋强国这一伟大转变,海洋油气开发海域由渤海黄海等浅海逐渐移向南海。《中国制造2025》规划明确,将海洋工程装备和高新技术船舶列为重要发展领域之一,大批深水开发装备蓄势待发。深入认识极端波浪对海洋结构物的影响对于完善船舶、海洋平台设计标准,保障海洋装备和海上工作人员的安全至关重要,对我国发展具有重要的现实工程意义。文章选择聚焦波来模拟极端海浪,聚焦波是一种瞬态大波,以方形立柱作为研究对象,结合数值计算与模型试验,全面的研究了其在聚焦波作用下的波浪力特性;本文立柱的三种固定形式分别为完全固定、单自由度垂荡、单自由度纵荡,针对三种不同的立柱固定形式,分析了不同波浪参数对立柱所受波浪力的影响,并对立柱所受波浪力进行高阶分离;最后综合分析运动对立柱所受波浪力的影响。本研究一方面在波浪水槽中进行物理试验,一方面基于计算流体力学基础,建立与物理试验一致的数值波浪水槽,进行数值计算。首先对聚焦波的生成方法、数值计算方法与物理试验设置进行了详细介绍。之后介绍了在物理实验与数值计算中分别监测出立柱所受波浪力、立柱周围流场变化及立柱运动等结果。最后分析了各种固定状态下立柱所受波浪力峰值与波浪散射参数、波陡的关系,并利用逆相位分解方法法(phase-inversion method)提取立柱所受高阶波浪力,并对其高阶载荷特性进行分析。本文对固定立柱与单自由度运动立柱在聚焦波作用下的载荷特性展开了系统的研究,研究了散射参数、波陡参数对立柱所受波浪力的影响以及立柱所受波浪力的高阶特性,并对比分析了物理试验与数值计算的结果,得到了一系列有意义的结论。研究发现单自由度纵荡运动对纵向与垂向各阶波浪力均有缓和作用。单自由度垂荡运动对纵向各阶波浪力影响较小,对垂向各阶波浪力产生了加剧作用,且高阶分量较为突出,进一步增加了垂向波浪力。