进入2000年以来,世界各国的竞争程度逐渐加大,出现大批量的新知识、新科技,大大改善了各国居民的吃穿住行,与此同时,各国对于不可再生能源的开采与利用也逐渐增大,导致近几年全球频繁出现大型灾难,这些都无时无刻都在威胁着地球村的居民,告诫我们不断汲取地球血液的做法是大错特错的。于是各国都在研发新技术来应对现在以及未来的能源问题,来保护我们赖以生存的家园。海洋潮流能作为一种有规律性且储量丰富的清洁可再生能源,各国都在积极研究以缓解能源短缺等问题。在潮流能发电装置中,潮流能水轮机的叶轮叶片是影响发电效率的关键部位,因此对于水轮机叶片的设计显得尤为关键。综合上述情况,本文采用理论分析、数据汇总、CFD仿真模拟及相互对比的方法,完成最优翼型的选定,叶片的设计,水轮机叶片的优化。主要包括以下内容:针对最佳翼型的选定,主要通过对翼型NACA63-210、212、215、412翼型进行对比分析。利用Profili软件得到上述翼型的攻角与升力系数、阻力系数及升阻比的曲线变化规律图,经分析得到NACA63-412翼型比上述其他翼型更优越。借助CFD软件对其进行数值模拟,仿真模拟该翼型攻角在0°、5°、12°下的速度、压力分布云图,通过仿真模拟得到攻角变化时翼型表面压力、速度变化情况,验证此翼型存在升力,可以产生转矩,并得到了NACA63-412翼型的最佳攻角大约为5.565°;针对叶片的设计,借助国家标准、经验公式、Matlab软件确定好各个参数。完成对叶轮的三维建模工作。由Profili软件得到NACA63-412翼型的二维坐标坐标,依据相关方法调整坐标,最后将调整后的坐标导入到Solid Works当中,完成叶轮的三维建模,并对设计的叶轮进行Fluent仿真模拟,通过扭矩的监测和相关公式的计算,得到获能系数模拟值为0.304与设计值0.3几乎相等,验证水轮机设计的可行性;基于水轮机的流场特性,为减小水轮机尾部流场的影响,重点对水轮机叶片进行优化,方案分别为加装两片翼刀的叶片及翼尖加装一个小翼的方法来减缓影响,借鉴航空中翼刀和翼尖小翼的设计参数,在基本模型的基础上对这两种叶片分别进行建模,通过流体仿真软件得出三种叶轮的流场情况,分析流场情况,探究其水动力特性,得出加装翼尖小翼和翼刀的水轮机叶片均可改善尾部流场的环境,可以提升水轮机的水动力特性。