随着化石能源的日渐枯竭,为了人类的可持续发展,可再生能源的开发利用成为了各国研究的重点。其中,波浪能资源丰富且分布广泛,但至今尚未得到充分利用,因此波浪发电装置的研发具有重要意义。本文以横摇式波浪发电装置为研究对象,其外形类似点头鸭,通过往复的横摇运动将波浪能转化为机械能。采用模型试验和数值仿真的研究方法,对装置的水动力性能和运动响应特性进行了系统性的分析,并在此基础上对装置的发电量和发电效率进行了计算。首先,设计了以横摇式波浪发电装置为研究对象的模型试验,并在拖曳水池中进行了装置的自由衰减试验和规则波试验。通过装置在静水中的自由衰减运动,获取了装置的水动力参数,并分析了轴深和仰角对装置水动力性能的影响。在规则波试验中,得出了装置横摇,横荡和垂荡的运动响应特性,并分析了不同轴深、仰角和浪高下装置的运动响应和系泊力。其次,利用商用软件ANSYS AQWA建立了横摇式波浪发电装置的数值模型。根据自由衰减试验的结果,对数值模型进行了粘性阻尼的修正。将数值模拟和规则波试验获得的横摇幅值响应算子进行了对比,二者吻合良好,验证了数值模型的可行性和准确性。在频域内对装置的水动力性能和转换效率进行了分析。从波浪的角度对装置的一次转换效率进行了计算,并提出一种根据RAOs曲线定性分析装置转换效率的方法。分析了轴深、仰角和浪向对装置水动力性能和转换效率的影响。发现轴深为20mm,仰角为20°,波浪入射角为0°时,装置将波浪能转化为横摇运动机械能的效率高。然后,在时域内分析了装置在的实际运动响应和系泊力。在不考虑动力输出系统(PTO)时,计算了装置的运动响应,并与试验结果进行了对比,验证了数值模型的可靠性和准确性。并进一步分析了轴深、仰角和波浪入射角对装置运动响应和系泊力的影响。最后,将PTO系统的影响考虑到模型中,在时域内评估了装置的发电量和发电效率,并分析了波浪周期对发电量和发电效率以及最佳PTO阻尼的影响。发现装置在共振区域内的发电量和发电效率高,最佳PTO阻尼小。分析了轴深、仰角和浪向角等因素对装置佳等效阻尼、发电量和发电效率的影响。计算了装置在非规则波海况下的运动响应、波浪力、系泊力、发电量和发电效率,并分析了谱峰周期和波浪入射角对装置发电量和效率的影响。发现当谱峰周期接近横摇共振周期,波浪入射角为零时,装置的发电量和发电效率较高。