目前海洋可再生能源是最环保的电力来源之一,对人类、生态和环境的可持续发展有重要作用。海洋可再生能源包括潮汐和洋流、波浪能、海上风能、海上太阳能、热能、海洋石油和其他能源。过去的研究人员和科学家在一些发达国家和地区进行了海洋可再生能源的开采,而大多其他国家和地区还没有成熟的开发政策和技术。目前的研究主要集中在非洲的海洋可再生能源开发,并且还研究了潮汐水轮机的尾流、海底冲刷和保护,潮流能水轮机作为先进的技术具有潜在的开发价值。本文的研究内容和结论包括以下几个方面:（1）沿非洲海岸线开发海洋可再生能源的可行性,在于分析利用这些资源的开发地点和开发机会。本文在三个不同的地区统计了非洲的能源消耗:非洲北部地区非常依赖石油和天然气;南部地区主要依赖煤炭;撒哈拉以南非洲其他地区在很大程度上也依赖于矿产资源(Karakezi和Ranja（1997年）。非洲大多数国家仍是完全依赖化石作为基本能源,但在未来几年,这种过度依赖可能最终耗尽化石的储量。能源的总使用量和人均使用量都在增长,能源需求也将随着人口的增长而增长。因此,本文开展了对非洲海洋能源的研究,以讨论新技术的引入将如何有利于海洋能源的开采。海洋能源具有独特的使用价值,目前尚未发现其对环境的不利影响。非洲联盟《2063年议程》及其先进领域的领导组织提出的一系列新的倡议和发展规划,以推动非洲的能源开发,包括“可再生能源倡议（AREI）”和“非洲基础设施发展方案（PIDA）”。并计划在2020年底前拥有10千兆瓦的绿色能源发电能力。然而,这一资源开采还面临新的挑战:大多数沿海国家缺乏资金、国家政策和技术人员。为了克服这些困难,应该率先展开海洋可再生能源方面的研究。广阔的海岸线、非洲的众多人口、由于该地区的迅速发展和工业化而导致的能源需求以及目前的能源成本,研究人员会认识到从海洋中提取能源在非洲是可行的。非洲有38个沿海国家,人口895609564,有利用海洋可再生能源的潜力。过去十年的快速工业化,大多数非洲经济体的能源需求与能源供应有所增加。非洲电力部门新发现的能源和将安装到非洲电力部门的能源是来自海洋的能源。其广阔的海岸线富含潮汐、波浪、洋流和其他形式的海洋能源,因此正在对其进行勘探和开发。从国内生产总值（GDP）和距海岸线的距离来看,南非和北非一些国家在开发利用海洋可再生能源时有很大优势。加纳是唯一一个在阿达河口附近的海浪和其他处于开发海上风能和太阳能的国家安装兆瓦的国家。（2）潮汐流场中潮流能水轮机尾流和流速分布的预测也是近年来研究者和科学家们的一个重要课题。潮汐水轮机可以从潮汐和洋流中提取大量能量,进而转化为电力能源。潮流能水轮机的尾流对背流区的流速分布产生了重要的影响。当这些水轮机通过旋转的水翼从流动的水中提取能量时,会降低下游的水流速度。更有可能会直接影响邻近或后方涡轮机的效率和性能,从而降低潮汐能的提取功率。然而,在海洋环境中最大限度地提取电力和水轮机的应用及布置研究仍处于早期阶段。Lam等人（2015）利用轴向动量理论研究了单涡轮的尾流及其特性。Li等人（2015）和Lin等人（2019）研究了基型水平轴潮流能水轮机的水轮机及其尾流场特性。他们提出,单桩水轮机将显著改变周围的水流运动形态。Oppong等人（2020）对双水平轴潮流能水轮机（DHATT）的速度和混合区的预测进行了研究。预测双水平轴潮流能水轮机（DHATT）的流速分布对潮汐流的有效开发具有重要意义。计算结果与前人提出的的用于预测单水轮机下游的尾流预测公式一致。由于水轮机的间接扰动,单独分析两台水轮机的流场在本质上是复杂的。靠近水轮机区域,自由流受水轮机的阻挡效应,下游中心区域受影响最为严重。双水轮机尾流的扩散以降低尾流速度的方式穿透中心区域,然后在下游逐渐恢复流速。（3）潮流能水轮机的应用应该考虑其可能发生的海床冲刷,这是是设计、性能和可再生能源开发可行性方面的一个关键问题。冲刷是指海底沉积物受水轮机的支撑结构影响被侵蚀的过程。稳定性和最大冲刷深度一直是工程师们的主要研究对象。冲刷深度可能与水深、水轮机叶片数、叶片面积比、海底沉积物性质等有关。此外,水轮机与海床的距离的不同也会对水流产生不同程度的遮蔽效应,进而影响海床冲刷。Zhang等人（2019）和Sun等人（2019）分别对水平和竖直潮流能水轮机的冲刷进行了研,研究结果表明,上述因素对冲刷深度均有重要影响。这些发生在水轮机周围的冲刷机制促使研究人员设计保护层以确保水轮机支撑结构的稳定性。一些保护方法使用静态或动态方法来确保结构处于稳定状态,以防止经济损失。在设计冲刷保护方式时,应该考虑一些因素包括:岩石护面的尺寸、预测的冲刷深度、水轮机在海床上的位置、保护层的形状、速度分布等。Whitehouse等人（2006）和den Boon等人（2015）研究了海上风电基础的保护,其理论和机理也可以应用于潮流能水轮机的保护研究。研究人员已经证明,水轮机距海床1D以上的位置通常对地基的影响较小,目前的研究考虑这种现象来研究潮汐式水轮机的保护层。潮流能水轮机的安装必须针对恶劣的海洋环境,以确保项目的稳定性和成本效益。本文研究了潮流能水轮机在不同叶顶间隙下的冲刷及防护设计。与单桩进行了比较,其结果与以前的研究者一致。研究结果表明,水轮机和单桩的尾流、保护措施相似。固定式水轮机遮蔽效应的存在会加速水轮机和海床之间的水流。单桩冲刷主要是由于桩自身结构引起的水流阻挡作用所致。水轮机的旋转运动影响冲刷防护,具有相同的遮蔽效果,最终导致岩石防护层移动。保护层的损伤随着叶尖间隙的减小而增大。本文提出了基于屏蔽参数的冲刷保护预测公式。