近些年来,波浪能利用已经成为全球范围的研究热点,波浪能发电装置种类繁多,层出不穷,各国学者都在积极探索高效转换能量的波浪装置和装置的分析方法。本文以海蘑菇波能转换系统作为研究对象,由于吸波圆柱和吸波浮子之间存在水动力、运动、作用力以及能量传递的相互耦合作用,使得其运动响应、载荷特性以及能量转换特性等出现了新的不确定性,因此在学术上需要深入细致的研究和探索。首先,基于特征函数展开和匹配(Eigenfunction Expansion-Matching,EEM)势流理论,在频域中分析海蘑菇波能转换装置在线性波浪条件下的一阶绕射问题和辐射问题,并推导出作用于海蘑菇波能转换装置的波浪载荷、附加质量和辐射阻尼等水动力系数频域解析表达式,结合具体的算例对装置的水动力进行分析。在此基础上,采用非线性的脉冲响应函数(Impose response function,IRF)的频域转时域方法,获得了波浪激励力和水动力系数的时域半解析表达式。然后,为海蘑菇波能转换装置建立一个简化的数学运动模型,引入线性的功率输出(Power Take-off,PTO)系统,推导出只包含两个自由度未知量的耦合非线性运动微分方程组;采用固定时间步长的四阶龙格库塔法(Runge-Kutta Methods,RKM),通过编写Intel Fortran程序实现对运动方程组的数值求解。结合已有的模型试验数据对本文的数学模型进行对比分析,以验证装置水动力、运动和波能转换理论计算方法的可行性。最后,选取合适的规则入射波,求解海蘑菇波能转换装置时域运动和波能转换特性,并对其耦合效应进行数值分析;研究装置线性PTO阻尼系数对装置的运动和发电性能的影响。本文的研究结果为进一步实际应用奠定了技术基础和科学依据。