海洋能源丰富,波浪中蕴含着巨大的能量,如何将海洋资源加以利用成为人类可支配能量一直以来是研究的热点。在双浮筒浮式防波堤工作中发现,两圆筒之间的围蔽腔室内部,波浪周期性发生激烈地上下振荡运动,这种运动方式类似于海工平台月池内流体的运动,故将其称为浮式防波堤的月池效应现象,这为波浪能量转换提供了又一个新的思路。基于此,本文建立了含月池开口腔室浮式防波堤内外流场共同作用下的水动力响应数值模拟方法,探讨分析了浮式防波堤月池效应现象对消波效果的影响。在此基础上,提出了一种利用月池效应发电的振荡浮子与浮式防波堤一体化装置,该一体化装置在防浪消波的同时,可以利用腔室内波浪振荡的能量发电,为沿海和岛屿居民提供安全的海上作业环境和清洁能源。本文以我国南海海域为例,基于CFD技术与数值水槽理论,对该一体化装置的水动力性能、消波性能及发电性能进行了数值计算,在此基础上对构型进行优选与分析。本文的主要研究内容如下:1.基于粘性理论建立数值水槽模拟方法,将计算值与理论值进行对比分析。对比分析结果表明,数值水槽方法可对波浪进行精度较高的数值模拟。2.基于二维数值水槽理论建立了含局部开口腔室结构浮式防波堤内外流场共同作用下的水动力响应数值模拟方法,通过数值水槽模拟计算,探讨浮式防波堤腔体内部月池效应现象变化规律及其对消波效果与水动力性能的影响,通过试验数据对比分析,验证数值计算准确性。3.提出了一种利用月池效应来提升消波效果的垂直导桩型浮式防波堤设计方法,研究了两种浮式防波堤腔室结构构型下,腔内月池效应响应特点和规律,并对浮式防波堤消波性能与水动力性能带来的影响进行了对比分析。4.将月池效应与波浪能发电相结合,给出了一种波浪能发电与防波堤一体化装置设计方案。对不同振荡浮子构型和设计参数对一体化装置水动力性能、消波性能和发电性能的影响进行了数值分析,给出了相关影响特点和规律。5.根据数值计算结果重点对比分析了单腔单浮子和双腔双浮子一体化装置性能,通过比较分析选取双腔双浮子一体化装置为优选方案,并进一步给出了优化设计参数以及优化设计的一体化装置的水动力性能、消波性能和发电性能。