摘要
随着地球资源的日益消耗，能源问题日益加重，人类对新能源的需求日渐提高，波浪能作为一种绿色清洁的新能源受到全世界各国的广泛关注。波浪能装置是一种获取波浪能量的常用装置，其中能量转换效率是衡量装置好坏的重要参数，因此怎样提高能量转换效率成为当下波浪能装置的研究热点。振荡浮子式波浪能装置是一种高效的波浪能俘获装置，其主要工作状态是在波浪力影响下做振荡运动，因此对装置进行水动力分析是求解能量转换效率的重要一环。边界元作为计算水动力的一种重要方法，主要通过建立积分方程，从而求解出波浪能装置在流场中的水动力参数。而边界元方法在离散过程常使用等参元的方法，在对曲面的离散网格划分中，经常出现离散单元不连续的问题。除此之外，波浪能装置在极端海况下，由于内部质量块与外部浮子之间相对运动过大，会产生损坏装置的问题，因此研究出一套非线性阻尼系统来保护波浪能装置也成为了目前改进波浪能装置的一个重要研究方向。 本文针对上面的问题，利用高阶边界元方法来对物面进行拟合，通过非均匀有理B样条曲线（NURBS）方法，选取三阶B样条插值函数对建立的波浪能装置模型进行网格划分，结果表明，划分后的网格拟合效果更加贴合物面。 其次，研究了内置式惯性波浪能装置的浮子和内部质量块之间的耦合水动力性能，建立了浮子与内部质量块的耦合运动方程和能量转换模型，建立了在极端海况下非线性阻尼系统的耦合运动方程并利用数值方法进行求解。 最后，在高阶边界元方法下，对内置式惯性波浪能装置进行水动力计算，通过优化参数来提高装置水动力性能，并在此基础上仿真计算出非线性阻尼下的运动位移曲线，实验结果表明非线性阻尼系统能够有效的减小内部质量块在极端海况下的位移，从而起到了保护波浪能装置，延长装置使用寿命的功能。
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