现如今,能源短缺问题一直是困扰着人类社会发展的主要问题之一,由于传统的化石能源即将被人类消耗殆尽,发展可再生能源成为了目前世界各国的焦点。可再生能源具有绿色环保、分布广泛的特点,海洋波浪能和潮流能由于其分布广泛且易于提取,发展空间较为广阔。国内外关于海洋能的开发利用已经开展了一系列工程实践,积累了较为丰富的工程案例库,其海洋能并网发电样机系统运行可靠性、运行稳定性与发电效率均较高。而我国的波浪潮流能发电技术尚处于研发示范阶段,研发能力方面与国外相比仍有较大差距。虽然国内外已经就海洋能多级能量利用开展了相关研究,但目前的多数海洋能发电装置存在发电效率低、复杂的海洋环境中工作稳定性较差、装置寿命短等缺陷,导致海洋能发电轮机的研制成本居高不下。因此,在开展海洋能开发利用的过程中需深入探讨海洋波浪、潮流能获能机理,首先要解决的问题即是解决能量密集度低,装置运行的可靠性和稳定性差的难题。以上海海洋大学设计研制一种海洋浪流能联合发电装置作为载体并通过实际试验以及ANSYS-Aqwa软件仿真手段,结合浪流势能与动能理论对浪、流荷载联合作用下的海洋能发电轮机的水动力特性进行研究,得出了发电轮机在工作工况及极限工况时的运动响应的特性值,运行结果显示,海洋浪流能联合发电轮机的浮式载体的运动响应幅值的最大值出现在了浮体遭遇艏斜浪和横浪冲击作用下,其中,在极限工况下,海洋浪流能联合发电轮机的运动幅值大约为正常工作环境下的三到十倍。为该装置设计的循环改型的方法可以演变成快速预报浮式海洋能发电轮机水动力性能的一种分析模型,适用于装置设计阶段的需求。根据海洋势流理论,分析了设备在浪流组合下的运动特性。根据有限元方法,对发电机在极端环境荷载作用下的浮动结构进行了湿表面强度分析,并且给出了浮式发电轮机外表面的应力集中面积。最后,提出了满足工程实践要求的安全评价程序,可作为浪流浮式发电轮机工程设计的快速评价方法。其次,为研究新型浪流联合发电的海洋能发电装置的水动力特性及能量转换效率,分别将新型浪流联合发电的卧式垂直轴水轮机和传统的立式垂直轴水轮机叶轮在浪流联合环境中的复杂摇荡运动通过计算机仿真手段设定成周期性波动的正弦受迫主动垂荡与艏摇运动,并且通过ANSYS-Fluent软件对仿真模型进行二次开发,结合重叠网格技术与动网格技术,建立了浪流联合环境下主动摇荡运动的系统模型,进而对卧式与立式双自由度摇荡运动时的不同纵荡、艏摇幅值下叶轮推力、获能效率以及水动力性能的变化进行对比。数值计算结果表明:摇荡运动将会使得浪流发电轮机的表面以及底部流域的速度流场产生较为剧烈的瞬时速度波动,并且波动值随摇荡运动幅值的增大而增大。立式垂直轴叶轮在浪流联合作用下的水动力特性更趋向于稳定,但其在浪流耦合条件下的瞬时获能特性明显低于卧式垂直轴叶轮,后者的瞬时获能特性约为前者的1.5-2.1倍。通过对海洋浪流能联合发电装置的实际试验,证明了浮式卧式垂直轴浪流轮机的浪流联合获能的有效性和可行性,由实验对比可知,本文所提出的海洋浪流能联合发电装置具有更好的获能表现,进一步说明了该新型卧式浪流联合发电水轮机结构设计的可行性,本文所得出的成果对于浪流联合作用下的浮式海洋能发电轮机稳定性、水动力特性的研究有重要意义,为后期浪流能的结合研究提供新的思路。