潮流能水轮机尾流的研究有助于分析周围流场的特性、水轮机所受载荷和性能,进而对潮流能水轮机发电场的布置具有重要意义。本文采用理论和数值模拟研究相结合的方法,建立了使用k-ε湍流模型模拟竖轴水轮机尾流流场的数值方法,并将数值模拟和理论推导的结果与前人的研究结果相对比,推导出一系列竖轴潮流能水轮机尾流流场预测公式。本文推出的竖轴潮流能水轮机尾流流场预测公式主要由尾流流出速度公式和尾流横向速度分布公式组成。其中,尾流流出速度公式由轴向动量理论和量纲分析推导而出,基于高斯概率分布又推出了尾流横向速度分布公式。这两个公式能够预测竖轴水轮机整个尾流流场的流速分布情况。在此基础之上,考虑尖速比和密实度的影响,基于尾流流出速度公式,给出在不同尖速比和密实度下的推力系数,可以计算不同工况下的尾流流出速度。竖轴潮流能水轮机尾流流场预测公式是水轮机阵列研究的基础。基于单竖轴潮流能水轮机尾流的研究,本文还对双竖轴潮流能水轮机尾流进行了研究。本文创建了双竖轴水轮机流场和镜像单竖轴水轮机流场的数值模型并进行了数值模拟。对比双竖轴水轮机和镜像单竖轴水轮机尾流场流速的区别,据此推出双竖轴水轮机尾流流出速度和横向速度分布公式。双竖轴水轮机尾流流场预测将为之后的相关工作提供参考。此外,本文还提取了单竖轴和双竖轴潮流能水轮机尾流各截面的湍流强度进行了对比分析,使用湍流强度分布与流速分布做对比,总结了变化规律,讨论了变化原因并提出单竖轴和双竖轴水轮机尾流结构,形成较为完善的理论体系模型。