介电弹性体(Dielectric Elastomer,DE)由于其独特的材料性能,在波浪能发电领域极具应用前景。传统波浪能发电机大多基于刚性结构捕获和转换能量,具有成本高、适应性和可控性差、维护保障难等共性问题。本文基于介电弹性体构造了管式波浪能发电机结构,主要由柔性载体管和介电弹性体发电环构成,载体管作为波浪能捕获装置,其在波浪作用下发生变形,将波浪能转换为机械能。载体管在波浪作用下的变形涉及流体力学、材料学和运动学等多学科的相互作用,目前尚缺少成熟的理论支撑发电机的设计。为此,本文从数学模型和仿真模拟两个层面对其开展研究,并探究载体管变形的影响因素,主要研究内容如下:(1)提出一种管式波浪能发电机结构,建立了载体管管内流体、管外流体及管壁变化的耦合控制方程,并采用隐式差分格式对其进行了离散和求解。然后分析了有限元法的优势,确定了数值模拟涉及的理论。(2)采用Ansys workbench平台,利用Fluent建立数值水槽和模拟数值波浪,将波浪载荷加载到Transient Structural中,进行载体管变形仿真模拟。得到的载体管变形规律与实验对比,分析误差以及验证数值模拟方法的正确性。(3)搭建拉伸实验台,通过材料选型实验,选取确定与介电弹性体拉伸性质最匹配的硅胶材料参数作为载体管本构模型。基于所确定的数值模拟方法,在不同管直径、管长度、波浪波高和波长四个变量下建立6种仿真模型,探究对载体管变形的影响。结果表明:(1)载体管变形呈径向形变,中段变形较大,膨胀量随时间变化呈类三角函数变化规律;(2)仿真与实验变形规律比较接近;(3)硬度为30度的硅胶拉伸性质最匹配介电弹性体膜;(4)载体管长度和波浪波长对膨胀量大小和变形规律影响较大,载体管直径对两者的影响较小,波浪波高仅影响膨胀量大小。上述结论证明了所提出的载体管变形模型的相对准确性,提供了柔性横管数值模拟的新思路,可为后续基于DE的波浪能发电机进一步研究提供借鉴。