潮流能在我国属于一种储量大、能量密度高并且可持续发展使用的绿色能源。潮流能主要的应用方式是发电,而水轮机对于整个发电系统至关重要,水轮机获能效率的大小直接决定了该款水轮机捕获能量能力的强弱。我国虽然存在较高流速的水域但大多数水域的水流流速偏低,因此开发一种获能效率高并且适用流速范围广的水轮机具有现实意义。本文设计并制造了双叶片半转叶轮水轮机样机和实验测试平台,通过实验研究了双叶片半转叶轮水轮机的水动力性能,为后续半转叶轮水轮机的工程化推广提供实验依据和数据支撑。论文主要研究内容和成果如下:首先,介绍了半转机构和半转叶轮水轮机的工作原理,分析了叶片的运动轨迹,并基于叶素理论和盘面流管模型对半转叶轮水轮机的叶片受力进行了分析。半转叶轮水轮机与其他类型水轮机不同点在于叶片在公转的同时还存在自转,则相对来流的叶片攻角不仅与来流和叶片转速有关,且与叶片弦长有关。建立了双叶片半转叶轮水轮机水动力计算模型。其次,设计制造了便于测试的双叶片半转叶轮水轮机样机。在前期对于水轮机的理论研究的基础上,利用XFlow流体仿真软件对水轮机叶片的叶型等参数进行了分析,并对主要零部件利用ANSYS进行强度校核,确定双叶片半转叶轮水轮机的结构尺寸后进行样机制造。然后,根据所设计的水轮机样机以及实验要求,设计并制造了实验测试平台。目前对于水轮机的实验测试大多是在循环水槽中完成,循环水槽尺寸有限,难免会存在边际效应,从而会影响水轮机真实水动力性能的测量等问题,因此设计并制造了能适用于开阔水域的实验测试平台。提出了实验平台的布置方案,建立了实验测试时实验平台整体的受力模型,计算了实验平台的浮力并选择合适的推进器,确保实验平台船不仅能达到所需要的测试速度并且在运行过程中平稳可靠,得到能满足实验要求的水轮机实验测试平台尺寸并加工制造。选择合适的传感器,根据实验需求利用Lab View编写了采集软件,最后,基于上述设计的水轮机和实验测试平台对水轮机的水动力性能进行实验测试。测试水轮机在启停过程中的转矩和转速变化情况和不同来流以及不同负载下双叶片半转叶轮水轮机的获能效率和输出功率。实验结果表明,双叶片半转叶轮水轮机具有较好的水动力性能,即使在来流速度为0.5m/s的情况下,双叶片半转叶轮水轮机依旧能够正常自启,并且获能效率可达45%。实验不仅证明了利用仿真软件XFlow分析计算的合理性,用时也为后续半转叶轮水轮机的研究和工程化推广提供实验支撑。