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能源是人类生活中必不可少的资源，波浪能分布广泛，资源丰富，开发和利用波浪能有利于缓解世界能源危机、解决环境污染问题，对实现人类社会的可持续发展有重要的意义。目前世界上波浪能利用技术的种类繁多，单浮体气动式波浪能技术因为其结构简单和不会出现结构物之间的超限运动造成破坏而成为海洋波浪能研究的重要方向之一。 本文定义的单浮体气动式技术由一个往复运动的漂浮结构物组成、以气动系统（气室、空气透平、发电机）为动力摄取系统转换波浪能量。为探究单浮体气动式波浪能装置在波浪中的能量转换机理，对两种新型的单浮体气动式波浪能装置进行了运动分析和试验研究。水槽试验结果表明: 1.新型五边形后弯管模型具有良好的能量转换性能。规则波下五边形后弯管模型的最高气室平均输出功率和最高俘获宽度比分别为7.906W和120.74％。规则波下扁平五边形后弯管模型的最高气室平均输出功率和最高俘获宽度比分别能达到8.551W和98.59％;不规则波下模型的俘获宽度比最高也能达到58.45％。铁质的扁平五边形后弯管模型在规则波下最高气室平均输出功率和最高俘获宽度比分别能达到7.601W和86.66％;不规则波下模型的俘获宽度比最高能达到61.37％。 2.平底U型波浪能模型在规则波下的最高气室输出功率和最高俘获宽度比分别能达到6.66W和86.06％。试验结果表明平底U型波浪能装置也能具有很好的能量转换性能，在一定程度上说明单浮体气动式波浪能装置的能量转换性能主要取决于装置浮体运动和气室内水柱的相对运动，而不是流道内水柱与外界的交换。 3.研究结果表明，新型五边形后弯管模型和平底U型波浪能装置均具有良好的能量转换性能;且均优于历史文献中单浮体气动式波浪能装置的能量转换性能。 4.单浮体气动式波浪能装置的浮体形状和流道结构对其能量转换性能具有很大的影响，恰当的设计可以显著的提高装置的俘获宽度比和气室输出功率。 5.单浮体气动式波浪能模型的总质量会显著的影响模型的气室输出功率、俘获宽度比和最佳能量性能的响应周期;使用不同的锚泊点不会明显的改变单浮体气动式波浪能模型的能量性能。材料的改变不会显著的改变单浮体气动式波浪能装置的能量转换性能。