地球海洋总面积约3.6亿平方公里,约占地球表面积的71%。海洋能储量丰富,包括潮汐能、波浪能、洋流能等。与风能等其他可再生能源相比,海洋能具有更高的功率密度和更好的可预测性。另一方面,大规模的海洋能和风能项目可能会破坏自然水流、潮汐和生态系统。因此,本文探索了一种能将风能和海洋能联合利用的方式,提出一种振荡水翼的摆式运动模型,并将摆式振荡水翼装置与海上风力机的水下塔筒相结合,设计了摆式振荡翼塔筒尾涡潮流能捕获系统。该系统能在现有海上风场的基础上有效利用海上风场空间内的潮流能,以此提高海上风场的整体效能。研究还发现,振荡水翼的存在也能有效降低塔筒的疲劳载荷,且对海上风场内的水生环境相对友好。本文的主要工作如下:首先,介绍了振荡翼的运动方式与捕能机理,建立了传统振荡翼与摆式振荡翼的运动模型,分析推导了不同运动模式下振荡翼的主要性能参数的表达式,结合前人探索的结论,提出摆式振荡翼与海上风力机水下塔筒结合的方案,建立摆式振荡翼潮流能捕获系统的物理模型。接着,介绍了格子Boltzmann方法与大涡模拟的相关理论,建立并验证了摆式振荡翼塔筒尾涡潮流能捕获系统的数值模型。以NACA0015翼型为研究对象,根据不同参数下水翼翼面压力分布与附着涡情况,分析了雷诺数取400时,置于均匀来流和塔筒尾流中的摆式振荡翼的水动力性能,探究升沉运动参数、俯仰运动参数和水翼弦长三个参数对摆式振荡翼的具体影响,揭示了塔筒尾流效应对摆式振荡水翼能量捕获性能的影响机理,总结了摆式振荡水翼捕获潮流能的运动参数特征规律,发现俯仰振幅在80°附近存在摆式振荡翼的高效区间。在塔筒尾涡的作用下,摆式振荡翼的升力系数与升沉速度的同步性更好,做正功时间更长,能产生更多的功率,对水翼捕能效率的提高有显著作用。尤其当俯仰振幅为70°时,其他参数都相同的条件下,水翼的捕能效率从26.2%提高到32.2%。同时,在塔筒尾涡区域加入摆式振荡翼后,塔筒的水动力载荷降低3%左右,且塔筒涡脱也有所减慢,进而使塔筒因钝体绕流而引起的疲劳载荷降低,在一定程度上能够增强塔筒的抗疲劳性能。最后,建立了摆式振荡翼的非简谐俯仰运动模型和尾缘襟翼摆动模型,初步分析了非正弦摆动和尾缘襟翼对系统能量捕获性能的影响,为后续摆式振荡翼塔筒尾涡潮流能捕获装置的进一步优化设计打下基础。