能量转换装置的性能优化问题是当今人们利用潮流能发电和风力发电的一个重要问题。本文在总结和研究竖轴潮流能水轮机水动力性能计算的基础上,应用遗传算法,给出了改善和提高竖轴潮流能水轮机能量利用率的一种途径。本文提出了定速比下稳态偏角最优问题、一段速比范围内稳态偏角最优问题和已知叶片数和密实度情况下的最优弦长、直径问题并得到了计算结果。最后得到的结论对于竖轴H型风机也同样适用。首先,文中总结了竖轴潮流能水轮机水动力性能计算的基本公式,介绍了动量定理模型,推导了单盘面—多流管法(SDMT)。其次,以简单遗传算法为例,介绍了流行的遗传参数选择方式,对上述问题进行了试算,最后在小速比和中高速比下确定了两种遗传方式。最后,以竖轴直叶摆线式水轮机为母型进行优化,分析了优化后的能量率提高的原因。为工程设计该类水轮机奠定了基础。