随着化石能源的不断消耗,能源短缺问题已成为当今世界需要共同面对的突出难题。近年来,潮流能作为一种可再生的清洁绿色能源,逐渐成为开发的焦点。水平轴潮流能发电装置可将潮流能转化为水轮机的动能,从而带动发电机进行发电,因其具有自启动性能好、转化效率高等优点,是潮流能开发利用的主要设备,目前潮流能发电研究还处于起步阶段,其研究开发还远未成熟。本文从潮流能发电装置的机舱和支撑立柱入手,通过改变机舱的直径、形状和支撑立柱的直径、及其与叶轮平面的距离等,研究其对水轮机水动力性能的影响规律。首先,阐述了水平轴潮流能发电装置的研究背景和意义,分析了国内外潮流能发电装置的研究现状,介绍了水轮机的相关基本理论,利用翼型软件分析了翼型的特性参数,并根据叶片参数利用三维软件对水平轴潮流能发电装置进行了三维全尺寸建模。接着,运用格子玻尔兹曼(LBM)方法,建立了水平轴潮流能发电装置的数值模拟分析模型,对水轮机在不同尖速比工况下的水动力性能进行了数值模拟分析,并通过模型试验,对比了数值模拟结果和实验结果,验证了LBM方法的有效性及可行性。最后,在给定水流速度、水流方向和叶轮旋转速度的基础上,利用LBM方法,研究了不同参数和不同结构形式下水轮机的水动力性能,进而得出对水轮机捕获效率和轴向推力系数等的影响规律。通过课题的研究,揭示了机舱和立柱对水平轴潮流能发电装置水动力性能的影响规律,为水轮机的结构优化和工程应用提供了参考依据,为潮流能发电装置的深入研究奠定了基础。