海洋能作为一种储量丰富、环境友好的可再生能源,日益受到世界各个国家的重视。潮流能作为其中一种易预测、易开发的形式,有着巨大的科研和经济价值。与潮流能资源丰富且开发技术最先进的欧盟相比,中国的潮流能能量密度较低,欧盟现有的技术不能直接应用于中国,而需要做出相应的本土化改进。考虑到一般单叶轮潮流能发电装置,由于旋转尾流的存在,其效率的提高空间有限。为了将旋转尾流中流体的动能利用起来以提高效率,可以在单叶轮潮流能发电装置后增加一个与之转向相反的次级透平组成双叶轮潮流能发电装置。论文提出一种对转双叶轮水平轴潮流能发电装置次级透平的设计方法,使用流体仿真软件模拟通过前透平后流体速度场及流动发展参数,确定双透平最佳间距及后透平最佳直径,进而通过将非定常流动平均化为定常流动,同时通过在叶素理论中加入切向速度以及动量理论中加入流动发展参数,改进了叶素动量理论以适用于后透平设计,并完成后透平叶片的设计。进而基于此方法通过数值仿真以及实验测试证明了此方法的有效性。论文主要完成的工作如下:(1)从理论角度分析了前透平流场旋转尾流的速度场,并将此速度场作为后透平的入流条件,得到了适用于后透平设计的叶素动量理论,然后使用平均化的方法,将非定常流动转化为定常流动来分析,得到双透平发电装置次级透平的设计流程。(2)根据实验室现有的条件,依照提出的设计方法设计一组对转双透平发电装置,并在设计过程中,使用流体仿真软件辅助对前透平后流场进行仿真分析。(3)对双透平发电装置进行建模并使用流体仿真软件Fluent进行仿真,对其可能产生的空化现象进行了预测,提出了降低空化现象风险的建议,同时对其功率以及效率进行了预测。(4)使用3D打印技术制作了前述设计完成的双透平发电装置,并使用测试水槽对其性能进行了测试。通过以上研究工作,可以证明本文提出的设计方法能很好地提高潮流能发电装置的透平转换效率,此设计方法可以用来设计符合中国潮流能资源现状的低流速潮流能透平。