波浪破碎是海洋活动中极为常见的现象。当波浪传播进入浅水区时,因波陡增大会发生破碎,而深水波浪,如风浪,也会发生破碎。波浪破碎对海气交界面及海洋环境的相关运动具有相当重要的作用,而且波浪破碎会消耗大量波能,破碎波如遇到建筑物,也会产生很大的冲击力。为进一步了解波浪破碎的特征及机理,有必要对波浪破碎的流场进行更加细致的研究,但由于传统的测量方法限制,不能得到更加全面的破碎流场信息。目前,应用PIV技术及BIV技术在波浪破碎的测量上可以有效地解决传统接触式测量或单点式测量方法的缺陷,但PIV技术和BIV技术针对实验室波浪破碎的测量方法以及对实验室生成的破碎波流场都有待进一步探究。针对上述问题,本文根据破碎波试验,对PIV及BIV技术在波浪破碎测量中的方法、验证及改善、破碎波流场特征等进行了讨论,主要的研究内容及成果如下:(1)搭建了用于实验室测量破碎波的PIV及BIV系统,并对其进行了验证。根据PIV及BIV基本原理及前人文献总结,在实验室搭建了适用于破碎波测量的PIV及BIV系统;根据实验室现有设备,对搭建的PIV及BIV系统进行了一系列的验证试验,证明了该系统测量的准确性。(2)证明了两种新的照明方案可以用于BIV测量,其中一种可以用于BIV和PIV的同时测量。通过对BIV测量中的照明灯光进行分类,设置了10种不同的照明方案,通过与一般BIV照明方案测量结果进行对比,发现了7W激光与后置灯、4W激光与前置灯可以作为一般BIV照明方案的替代方案,其中7W激光与后置灯可以进一步用于BIV和PIV的同时测量。(3)通过PIV及BIV耦合测量得到了破碎波的全域流场。通过对破碎区域的视窗进行划分、标定、拼接及对相邻窗口和PIV与BIV重叠区域的处理,最终得到了破碎波的全域流场;并对选取的特定工况的速度场、结构特征及涡量场进行了分析。(4)发现了卷破波气泡区最大水平速度为相速度的1.66倍左右,崩破波为1.44倍左右。设置了不同工况的破碎波并对其气泡区进行BIV测量,其中4组破碎强度不同的卷破波的气泡区最大水平速度与其谱峰频计算的相速度的比值为1.65~1.69倍,而另外一组崩破波的比值为1.44倍。