理论分析：较早时期的理论只考虑单自由度震荡浮子波浪能采集装置在规则波作用下的运动，它的负载是线性的。理论应用于波浪能装置的水动力学时必须考虑装置的负载，装置不同，它的负载形式也是不同的。目前，在波浪作用下，非线性响应运动的时域方法求解N-S方程更受欢迎。

数值模拟：数值方法有三种，它们是：有限差分法、有限体积法和边界元方法等。数值软件常用的软件有FLUENT、AQWA、SEASAM、ADINA、FLOW-3D等。根据不同的用户需求可选择不同的软件对波浪能发电装置的水动力、载荷等进行模拟分析。模拟分析的关键就是要根据实际需求，选择合适的数值方法来获得在波浪作用下装置的运动响应。

物理模型实验：在设计和研发波浪能发电装置的过程中，在水池或水槽中对研究的物理模型进行模拟是最关键的一步，数值模拟中，装置在真实海浪中运动无法体现为了弥补这一缺陷，实验一般选择重力相似准则，参考水槽尺寸确定模型比例。

通过对震荡浮子研究，有利于我们对波浪能的进一步开放和利用，也对实际工程问题有一定的参考价值。

1。2  国内外研究现状

1。2。1  国内外震荡浮子式波浪发电装置利用现状

1。2。2  数值模拟研究的现状

1。3  本文的主要研究内容

    本论文中使用CFD软件包OpenFOAM作为计算工具，运用雷诺平均法的k-ε模型，在此基础上，运用此模型对不同流速下带浮子的立柱的进行数值模拟研究，使用paraview等后处理软件整理分析计算结果，并与无浮子的情况进行对比分析研究。论文的主要内容如下：

第一章，介绍了国内外研究现状及存在的问题，阐明了本研究的目的和意义，并对本文的主要内容进行了阐述。

第二章，介绍OpenFOAM软件；理论方程以及涉及到的有关参数，包括质量守恒方程以及动量守恒方程，雷诺数、升力系数和阻力系数等相关参数；各类湍流模型，包括Spalart-Allmaras湍流模型，RNGk-ε模型，k-ε模型，计算方法：有限体积法。

第三章，OpenFOAM概述，核心模块InterFoam的简介，算例文件夹结构。

第四章，OpenFOAM后处理与数据提取与分析，图表，云图的绘制以及分析。

第五章，结论。

第2章 CFD数值模拟理论基础

2。1  理论方程和相关参数

在船海领域，关于流体运动的控制方程通常有两个，分别是质量守恒方程以及动量守恒方程。

2。1。1  质量守恒方程

是在单位时间内流体微元体中质量的增加，等于同一时间间隔内流入该微元体的净质量就是质量守恒定律。所有的流动问题都要满足质量守恒定律，基于这项定理，就能够获得质量守恒方程，质量守恒方程一般也称为连续性方程：

                                   （2-1）

如果液体不可压缩，则流体的密度为常数，上式可转变为：

                           （2-2)

2。1。2  动量守恒方程

所有的流体运动问题也必须满足牛顿第二定律，这项定律也被称为动量守恒定律。动量守恒定律的定义是在单元体中流体动量对时间的变化率等于外界环境对该单位上的所有作用力之和。根据定义就能推导x方向、y方向、z方向的动量守恒方程，即N-S方程：

              （2-3)

            （2-4)               （2-5)