潮流能是一种拥有较高的可预测性及较好的能量密度的绿色可再生能源,具有大规模开发和利用的潜力。针对我国沿海大部分地区潮流流速偏低、深度较浅的状况,基于涡激振动原理的人工肌肉潮流能发电装置的新构想应运而生。该装置采用振子在潮流中的涡激振动现象来实现海水动能向装置运动件动能的高效转化,并利用非线性介电弹性体人工肌肉电致动特性的反现象将运动件的动能直接转化为电能。本文从涡激振动现象的原理出发,对涡激振动潮流能转换装置建立物理模型、半经验数学模型、实验样机模型,基于有限元分析软件ADINA进行非线性流固耦合数值模拟,对有无非线性换能单元阻尼情况分别进行水槽实验,最终完成潮流能转换装置阻尼条件下圆柱振子的涡激振动现象研究。本文首先简单介绍了当前国内外潮流能转换装置的研究现状,总结了近几十年来国内外学者对涡激振动现象进行的理论计算研究、数值模拟方法和结果以及实验探索。然后通过对涡激振动潮流能转换装置的设计建立其简化的物理模型,并进一步借助半经验尾流振子模型建立起振动系统的数学模型。接下来,分别建立流场域和结构域,选用适当的有限元分析方法,利用ADINA软件进行不同参数变量下的二维流固耦合数值模拟,得到不同流速、不同刚度、不同振子直径以及不同阻尼形态下的振动响应。最后,结合数值模拟结果及参数设置,完成了样机水槽实验,分别记录了有无非线性换能单元阻尼时,各个变量条件下振动的最大振幅结果,振子的振动频率结果。通过对实验结果的整理,又反过来验证了数值模拟方法的可靠性。综上所述,研究得出阻尼的改变会对涡激振动现象的振幅响应和频率响应都产生改变：增加阻尼会使振幅减小,使频率变化减缓。当加入非线性阻尼时,振动位移曲线周期会随着非线性阻尼的特性改变；本文中的潮流能转换装置受各种参数变量的影响,当约化速度在5～8范围内时,振动效果最好,系统弹簧钢度最佳值为250N/m,系统发生自激振动的频率比基本锁定在0.9～1.2Hz之间。水流流速范围在0.55～0.75m/s范围内时就可以满足本样机的实际工程应用的条件。本文通过对潮流能转换装置阻尼条件下圆柱振子涡激振动现象的系列研究,理论与实际相结合验证了该装置获能的可行性,初步揭示了各变量参数之间的匹配范围。为这种新型潮流能转换装置的进一步研究以及最终的工程应用奠定了有意义的理论基础。