潮流能获能水轮机是潮流能开发利用的主要设备。随着能源和环境问题不断加剧,研究和设计捕获海水动能的水轮机意义重大。研发过程中,对叶片和叶轮进行合理有效的受力分析,可以为结构设计提供依据；对聚能导流结构进行水动力特性研究可以优化其结构形式;采用有限元分析方法可以对机架结构进行强度评定,为其设计是否合理提供判断依据。本论文以一种叶片姿势可变的潮流能获能水轮机的研发为背景,对其工作原理进行了阐述,总结了该水轮机在能量获取和利用上的特点和优势；对叶片及叶轮进行了受力分析,为样机结构设计提供了依据。根据目标海域情况,确定了12kW样机机组主要设计参数,完成了材料选择、防腐与密封设计；依据理论分析结果完成了叶轮设计；确定了半直驱式机组增速方案,完成了发电机选用和轴承及联轴器选型与校核。针对潮流双向性及本研究中水轮机特点,提出了直板型、圆弧型和S1223RTL翼型前板三种导流结构；借助Fluent软件,以增速比和阻力系数为性能评定指标,确定了圆弧型导流结构是最优类型；根据绘制出的相应增速比和阻力系数曲线,确定了前板张角和半径、后板半径等参数的最优值,并对不同流速下最优参数导流结构性能进行了分析。分析结果得出,圆弧前板导流结构可以大幅增加来流速度,并改善水流流场分布,间接提高水轮机能量利用率。论文参考CCS《浅海固定平台规范》等对水轮机机架进行了结构设计,然后计算了机架结构所受载荷,利用ANSYS Workbench对简化模型进行有限元分析,得出了最大应力值及存在区域；针对小于材料许用安全系数的区域,采用加强和局部优化的方式进行再次设计,确定了满足强度要求的结构形式和设计尺寸。最后,完成了样机总体布局。