随着我国海洋战略的实施,海洋开发步伐日趋加快。波浪能作为一种蕴藏量大、分布面广、能流密度高的海洋能,其开发利用技术日益受到世界范围内沿海国家的重视。在众多波浪能利用技术中,振荡浮子式波能采集技术由于具有装置结构简单、运维成本低、可靠性好、采集效率较高等优势已成为波浪能利用领域的研究热点,其中波能装置的水动力性能计算方法是波能装置优化和控制的理论基础,是波浪能利用技术的核心科学问题。由山东大学提出的浮体链轮波能利用技术,隶属振荡浮子式波能采集技术,该技术采用浮体链轮机构采集波浪能,具有良好的应用前景。为此,本文拟基于线性势流理论,采用理论计算研究和物理模型试验研究相结合的手段,深入研究浮体链轮波能装置的水动力性能计算方法,以期为后续样机的优化和控制提供理论依据。本文主要研究内容如下:1.浮体链轮波能装置在规则波下的运动可简化为两自由度运动:浮体沿导杆的振荡和随导杆的纵摇。为了能充分利用间接时域法研究计算浮体链轮波能装置的水动力性能,本文将浮体的运动首先简化为浮体的三自由度运动:垂荡、纵荡和纵摇,然后通过对三自由度运动施加运动协调关系,将三自由度运动转化为二自由度运动。2.基于势流理论利用特征函数与渐进匹配系数法,在频域中求解浮体在垂荡、纵荡、纵摇运动方向所受的波浪激振力与浮体各运动模态的附加质量与辐射阻尼,根据Cummins方法建立符合浮体链轮波能发电装置浮体运动特征的时域水动力运动微分方程,并采用四阶Runge-Kutta法进行求解:为了进一步提高水动力运动响应计算精度,对时域方程中的波浪激励力与静水恢复力提出改进的计算方法;最后基于Matlab编程完成装置的频域与时域水动力运动响应计算。3.通过与经典文献的计算结果比对,验证浮体链轮波能装置频域水动力数值计算方法的可靠性;采用浮体链轮波能装置物理模型试验验证浮体链轮波能装置时域水动力运动响应计算方法的可靠性。最后,基于此计算方法对原型样机进行参数优化,为后期样机的研制提供理论基础。