振荡水柱驱动介电弹性体发电装置是一种新型波浪能发电装置,该发电装置具有结构简单、发电效率高、成本低等优点,可以为海洋中众多的无线传感网络提供持久电能。该发电装置由波浪能采集装置和介电弹性体发电装置两部分组成,波浪能采集装置的振荡水柱气室将波浪能转换为空气的高速流动,介电弹性体发电装置将气室采集的机械能转换为电能。介电弹性体与气室通过空气直接耦合,省去了中间能量转换机构,降低了成本,提高了能量转换效率。采用明渠造波和多孔介质消波方法建立二维数值波浪水槽对振荡水柱气室进行仿真分析。通过建立不同结构参数的振荡水柱气室模型,对气室在不同波浪作用下进行仿真分析,得到了气室内的压强和相对波高随各参数的变化关系。仿真结果显示,气室内压强和相对波高变化具有一致性,入射波高对气室内压强和相对波高的影响最为明显,在气室其他参数相同的情况下,入射波高越大气室内压强和相对波高越大。前墙入水深度对气室内压强和相对波高有一定影响,入水深度1m 比入水深度0.5m的气室内压强和相对波高稍大。在一定范围内,气室前墙厚度对气室内压强和相对波高的影响不明显。采用三阶Ogden应变能密度函数建立介电弹性体超弹性形变仿真模型。根据硅橡胶材料单轴拉伸实验数据拟合出三阶Ogden模型的待定参数,对不同参数的硅橡胶介电弹性体进行形变仿真。随着压强和半径增大,介电弹性体的变形越大。预拉伸越大,介电弹性体的变形越小。根据介电弹性体恒电压发电工作模式理论计算公式,进行发电量仿真分析,得到不同参数介电弹性体发电量随压强的变化关系。发电量随着压强的增大而增大,随着厚度的减小而增大,预拉伸后的介电弹性体发电量减小。搭建振荡水柱驱动介电弹性体发电实验台,通过对不同偏置电压和不同压强作用下介电弹性体的输出电压进行测量,输出电压随偏置电压和压强的增大而增大。实验结果与仿真结果具有一致性,验证了仿真分析结果的准确性。通过仿真分析与实验相结合的方法对振荡水柱驱动介电弹性体发电进行研究,为该发电装置的后续研究提供了理论经验和技术支持,为建设我国的“透明海洋”计划奠定了基础。