传统水平轴水轮机由于受自身结构以及叶片翼型等因素的影响,并不能有效利用双向水流能量,而现有的可利用双向水流的装置,往往存在运动部件多、制造难度大、能量利用率偏低等问题。为充分利用双向水流能量,增加传统水平轴水轮机用于双向水流发电时的总输出功率,研究了一种采用固定安装方式的整流式导流装置,并以其中心截面流速比与阻力系数作为衡量其性能的指标,建立了整流式导流装置的流场分析模型,研究其内部单向阀门和导流管道几何参数变化对其内部水流速度和压力分布的影响。主要研究内容包括:（1）通过分析整流式导流装置的工作过程和特点,建立整流式导流装置性能分析的数学模型和流场分析模型,并利用流速比测定试验验证仿真模型设置以及仿真结果的正确性。同时,以流速比和阻力系数作为量化整流式导流装置性能的评估指标,研究了整流式导流装置结构和导流管道几何参数对其性能的影响及其变化规律。（2）基于分析水流在整流式导流装置内部流动时的速度和压力分布情况,研究整流式导流装置内的阀门形状和安装位置以及导流管道的转角半径、过渡段长度、中心高度等几何参数与其性能之间的关系。此外,研究了安装增速导流罩对整流式导流装置内部水流速度的影响,并利用仿真分析优化出入口增速导流罩的几何参数。在此基础上,研究了水流速度波动对整流式导流装置性能的影响。（3）利用数值模拟的手段,对比不同装置条件下的水轮机发电性能,分析了整流式导流装置对水轮机双向发电性能的影响,研究水流速度大小和方向变化对水轮机发电性能的影响。基于水下发电试验,验证发电装置双向发电时,加装置整流式导流装置的实际效果,对比分析安装整流式导流装置前后,发电装置输出总功率的变化情况。研究结果表明,整流式导流装置可以有效提高发电装置对双向水流的利用效率,显著提高单向发电装置用于双向水流发电时的总输出功率。在整流式导流装置几何参数中,增大转角半径有利于降低阻力损耗,提高流速比,改善装置性能。适当增加导流管道的过渡段长度可以改善内部水流速度分布的均匀性,提高流速比。同时,阀门的形状和安装位置对其约束水流流动、降低能量损耗、改善装置性能也有着重要的作用。此外,使用增速导流罩也有利于提高水流速度,改善装置性能。