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基于达朗伯原理建立了自由变偏角水轮机结构动力学模型，并结合粘性CFD方法，形成了一种用于分析自由变偏角潮流能水轮机水动力特性的多体耦合数值计算方法。将该方法与试验及非耦合算法进行了对比分析，并研究了自启动、流速变化和负载变化对水轮机性能的影响规律。研究表明：本文建立的数值计算方法能够有效模拟自由变偏角水轮机在各种非定常过程中的运动特性和动力特性。