非线性波浪的传播演化过程非常复杂，以畸形波和孤立水波为代表的非线性波浪具有强非线性、动力性、随机性的特点，会对海洋平台造成重大毁伤，也给研究带来了巨大的挑战。目前，针对非线性波浪的研究方法有很多，其中，解析方法能够获得非线性发展方程的畸形波解和孤立波解，其解析表达式可以明确各项参数对非线性波浪波形特性和演化规律的影响。当存在地形等复杂边界条件时，解析方法在求解方面又存在一定局限性。此时，采用模型试验方法可有效获得畸形波及内孤立波在不同地形下的波形特性及演化规律。因此，本文采用解析及试验方法开展研究工作。
　　首先，基于同伦分析方法获得了非线性Schr(o)dinger方程的畸形波解析新解，绘制了解的波形空间曲线，结果表明畸形波波高随时间逐渐减小，波形由单个大波峰型向大波峰波谷对称型过渡。在试验水池中通过进行不规则波的近岛礁地形演化试验来生成畸形波，引入垂直不对称参数和水平不对称参数,将试验获得的畸形波与解析结果进行对比分析，发现解析解能较好的描述畸形波波形。
　　其次，基于Hirota双线性分析方法分别求解广义Kadomtsev-Petviashvili方程和(2+1)维广义Ito方程，获得了方程的单孤子解、双孤子解、畸形波解、呼吸子解、内孤立波解以及Lump孤子解等解析新解，分别绘制各解的空间图像。经分析，双孤子解平面的投影是两条交叉的直线，在两个峰值交汇处可以发现较大峰值的波形宽度变宽，此处发生了双孤立波的融合现象。内孤立波解的空间波形在传播过程中波形保持不变，且左右对称，波速恒定。
　　最后，自行搭建内波试验水槽，采用水-硅油作为密度分层流体，基于重力塌陷方法生成内孤立波;对内孤立波图像处理采用图像阈值分割法和形态学闭运算方法，经像素值与物理尺寸换算，获得内孤立波波高等参数;采用粒子图像测速法(PIV)来测量内孤立波流场。将试验获得的内孤立波波形与前文的解析结果进行对比，发现解析结果在描述该类内孤立波波形中具有更好的适应性。通过开展内孤立波的上斜坡、下斜坡及过凹陷地形的试验研究，分析了内孤立波过地形前后的波高、流场、水平诱导速度以及涡量等一系列参数的变化特征，发现波高较小时，内孤立波对下层厚度不敏感，进而波形、波高经过地形后几乎不发生变化;内孤立波诱导水平速度整体呈现先正向后负向的变化特征，地形会使水平诱导速度减小;通过分析各地形条件下的涡量场，发现当内孤立波经过地形后，会在地形背风面的形成一个的局部涡旋运动，诱导涡旋运动会长期存在，其方向与地形方向无关。
　　综上所述，本文研究了畸形波和内孤立波两种强非线性波浪的波形参数及生成演化特征，研究结果有助于直观地认识非线性波浪的传播过程，解析和试验结果能够为海洋平台的载荷计算提供输入参数，进而为海洋平台设计提供指导。