在海洋可再生能源中，潮流能凭借其自身独有优势已然成为研究的热点。立轴水轮机作为获取潮流能的重要装置，具有结构形式简单，容易加工制造，制作成本较低和不受来流方向影响等优势，备受研究人员的青睐。在过往的数值分析中，人们通常假定立轴水轮机以恒定角速度旋转来分析水动力性能，这与实际工况有较大差异。本文的研究目的就是在目前发展的立轴水轮机 CFD数值模拟方法的基础上，依据水轮机实际旋转角速度随时间变化这一特点，形成一套带质量系的动力学算法，考虑系统阻尼和转动惯量对叶轮瞬时旋转角速度的影响，使其能够更为准确的模拟潮流能水轮机的流体动力性能和载荷，具有重要的工程意义。　　首先，文章提出了两种用于预报固定偏角立轴水轮机组运动性能的数值方法——CFX User Fortran程序控制方法和CFX Rigid-body模块，并通过验证计算证明了方法的有效性和可行性。　　其次，利用CFX User Fortran控制方法展开固定偏角立轴水轮机组运行中的水动力特性研究，深入分析了水轮机组转动惯量、叶片数、速比和系统阻尼等因素对水轮机水动力特性的影响，并对比耦合算法（CFX User Fortran控制方法）和非耦合算法（恒定转速）在计算结果上的差异，结果表明：增加水轮机组的转动惯量可以使角速度波动幅值、水轮机组推力和侧向力、叶片受力的波动得以减小，提高立轴水轮机运行效率；增加速比可以减小角速度波动幅值；耦合算法相比于传统的非耦合算法，叶片切向力和法向力、水轮机推力以及叶轮力矩计算结果偏低，水轮机侧向力在两种算法结果中差别不大。　　最后，利用CFX Rigid-body模块研究不同叶片数固定偏角立轴水轮机在不同方位角的自启动性能，以及水轮机在不同阻尼条件下的启动特性。结果表明：固定偏角立轴水轮机最优启动方位角为θ=100°—120°；发电机磁抗力矩对于水轮机自启动性能有较大影响，如果磁抗力矩系数过大就会导致水轮机失去自启动能力；立轴水轮机运行过程中主轴所承受的最大受力点是自启动角速度达到峰值的时候。