随着能源问题和环境问题的日益突出,人类必须寻找清洁的、可持续发展的能源道路。潮流能作为一种清洁的可再生能源,具有分布广、储量大、无污染等特点,受到了世界各国越来越多的重视。潮流水轮机是实现潮流能转换的核心设备。本文以垂直轴水轮机为研究对象,对其水动力性能进行了研究,分为理论分析和数值模拟两大部分,采取数值模拟为主、理论分析为辅的研究方法。文中首先分析了叶片和水轮机的受力,阐述了水轮机水动力性能计算的理论模型,归纳了数值模拟的基本理论,重点讨论了数值计算的模型和方法,提出了数值计算的求解步骤。然后,建立了NACA0018翼型在大空间中的物理模型,对其在不同工况条件下的流动进行了定常数值模拟,研究了翼型在不同攻角和不同流速下的绕流特征,揭示了翼型失速的机理。最后,分别建立了水轮机在水槽中的二维和三维物理模型,采用滑移网格技术对各自的流场进行了非定常数值模拟。在二维模拟中,研究了来流速度、叶片数、弦长、半径以及翼型等参数对水轮机水动力性能的影响规律；在三维模拟中,分析了不同时刻模型速度场的变化规律以及同一时刻模型速度场和压力场的空间分布特点。通过本文的研究,能真实地模拟水轮机在水槽中的流动过程,得出了水轮机基本参数对其水动力性能的影响规律,为下一步进行模型实验和参数优化奠定了基础。