由于具有自起动功能及较高的能量利用率和较强的水域环境适应能力等优点，竖直轴潮流能水轮机备受人们关注。其中，用于调整叶片运动规律的调距机构是竖直轴潮流能水轮机的关键部件之一。本文基于角控制原理，设计了一种新型的角控制机构与双曲柄六杆机构相联合的竖直轴潮流能水轮机偏角调整机构。运用平面几何分析方法对角控制机构的控制点空间位置进行了求解，并用反转法推导了角控制机构调整出不同可变杆长值情况下叶片偏角的变化规律，用MATLAB软件编制了相应的运动学分析计算机程序。同时基于角控制调整方法对竖直轴潮流能水轮机进行了总体建模，验证了该偏角调整机构在机构运动方面的可行性。接着，建立了水轮机叶片的流体动力学分析模型，对水轮机叶片进行了流体动力学仿真分析，得到了在顺浆和最大偏心状态下水轮机的主转矩，及各叶片在最大偏角状态下对于自身转轴的转矩。然后将流体动力学分析得到的叶片表面压力，加载到叶片表面，对其进行了预应力模态分析，得到了水轮机叶片在水中的固有振动特性。最后，建立了竖直轴水轮机的多刚体动力学分析模型，对其动力学特性进行了分析，获得了在轮毂运动过程中，各重要部件的速度、加速度以及关节的受力情况。本文的研究结果对于竖直轴潮流能水轮机的设计和应用具有重要的理论和实际意义。