振荡水柱式(OWC)波浪能发电装置作为波浪能发电装置中应用最广泛的装置之一,其开发利用受到了广泛的关注和研究。由于波浪能发电装置可将波浪能转换为发电所需的动能,从而降低波浪所具有的能量,起到了类似防波堤的消波作用,因此可将直立式开孔沉箱防波堤与振荡水柱式波浪能发电装置结合,集成兼顾波力发电的岸基式防波堤系统,实现防波与发电双重效益。本文以直立式防波堤兼作U-OWC波能装置为研究对象,采用物理模型试验与数值模拟相结合的方式,探究波浪能装置捕能气室内水动力性能的影响因素,对U-OWC波能装置的前墙倾角、内底面形状、通气孔直径、波面非线性以及吃水深度等影响因素开展研究,旨在优化气室结构,提高装置内相对波高,为防波堤兼作波浪能发电装置的设计提供理论参考,具体开展以下研究:阐述波浪能装置的国内外研究现状,包括技术研究现状及水动力研究进展,给出本文所用软件基于的计算流体力学基本理论;构建二维数值波浪水槽,建立可模拟OWC波能装置的CFD方法。通过数值模型计算结果与解析解对比,验证数值波浪水槽造波的准确性,并通过与己发表文献实验数据对比,验证本文构建的波浪水槽用于OWC波能装置模拟的准确性。在本文构建的装置气室结构型式的基础上,开展物理模型试验,从试验角度对U-OWC波能装置气室内相对波高及反射系数的影响因素进行研究。选取典型工况,探究前墙倾角为45°的U-OWC波能装置在不同波浪要素下的水动力性能,验证装置吃水深度、波面非线性、通气孔直径等因素对相对波高及反射系数的影响规律,测试装置的水动力性能。基于构建的数值模型,开展对U-OWC波能装置水动力性能的探讨。从气室形状参数、波浪要素的角度分别阐述不同因素对U-OWC波能装置气室内波高的影响规律,得出不同工况下最优的U-OWC波能装置气室结构型式,并通过物理模型试验数据与数值模拟数据对比,验证数值模拟的准确性和可靠性。