潮流能水轮机是潮流能发电的核心装置,传统结构形式的垂直轴水轮机存在着自启动性能差、获能效率低等问题。为解决、改善以上问题,有学者发明了一种新结构形式的潮流能发电装置——叶片姿势可变潮流能水轮机。本文将采用模型实验的方法对该结构形式的水轮机进行研究。本文以叶片姿势可变潮流能水轮机水动力性能为研究重点,分析了水轮机结构特点和工作特性,设计搭建了水动力性能实验平台,进行了叶片姿势可变潮流能水轮机水动力性能实验研究,实验结果验证了该种结构形式水轮机的可行性和优越性。本文主要研究工作如下:(1)对叶片姿势可变潮流能水轮机的结构和工作原理进行了分析,理论研究了叶片姿势可变潮流能水轮机自启动性、获能性能、扭矩输出规律等水动力性能。初步探讨了相关参数对水动力性能的影响。(2)设计了叶片姿势可变潮流能水轮机实验样机,并基于循环水槽搭建了水轮机水动力性能实验平台。实验样机整体结构采用水轮机转子和测量控制系统平行的方式进行布置,充分利用了水下空间,并解决了水下密封问题。实验样机加工装配后,进行了样机调试,实验样机运行良好,满足实验要求。(3)开展了叶片姿势可变潮流能水轮机水动力性能实验研究。实验结果表明,叶片姿势可变潮流能水轮机启动流速低,启动扭矩大,自启动性能良好;水轮机转子具有独特的扭矩输出规律和叶片运动规律;导流罩聚能效果明显,不仅提高了水轮机的获能效率,还改变了反向流状态下转子扭矩输出规律和叶片运动规律;实验样机最佳流量系数约0.4,获能系数为0.28-0.35。