人类社会迅速发展,导致化石能源趋于枯竭,能源供给和能源环境问题日益紧张严重,促进了可再生能源的发展,其中海洋波浪能转换应用技术的相关研究工作并已取得一定的研究成果。浮子作为一级能量捕获单元,其波能捕获性能极大地影响了装置能量综合利用效率,是未来波浪能发电技术进步的重点研究环节。总结了目前浮子水动力性能和CFD技术的研究现状及未来趋势,介绍了浮子式波能发电装置的技术优势和研究发展概况。基于FLOW-3D软件进行流固耦合数值水槽建模,选用VOF法实现自由表面准确追踪,RNGk-ε模型模拟紊流。经过仿真算例对比分析得出网格参数、边界条件以及消波方法对数值造波效果的影响规律,并得到数值波浪槽模型的最优参数,实现理想的造波和消波效果。对目前传统振荡式浮子中水动力性能最优的垂荡式120°锥角圆锥浮子与波浪进行缩小模型流固耦合数值仿真,得到流固耦合作用下流场的变化规律和浮子受波浪载荷情况,并结合波浪速度场分布规律,分析得出垂荡式圆锥浮子流固耦介中x向波浪载荷为消极作用力,且圆锥形与波浪速度场速度流线型变化趋势不吻合,易使水体产生漩涡从而产生能量损耗。优化改进得到悬臂式椭球型振荡浮子,并通过仿真验证了其相较于垂荡式圆锥浮子波能捕获性能的提升。通过数值仿真对悬臂式椭球型浮子参数进行研究并优化,得到:在波高0.1m,波周期1.34s的线性波况下,悬臂式椭球型浮子装置模型的最优特征尺寸参数为R=0.25m(κ=R/λ≈0.091),原型浮子最优特征尺寸为R=5m;最优浮子臂初始角度为α≈37°;装置双行程做功时最优浮子平均密度和模拟负载阻尼系数组合为p=720kg/m3,ζ =103N·s/m。综合优化后,单模型浮子在波高0.11n,波周期1.34m的额定线性波况下,模拟负载最大平均功率为0.652W,原型装置最大平均捕获功率为2.333 X 104W,波能捕获效率可达0.51。