当前,化石燃料短缺日益严重,新型清洁可再生能源蓬勃发展。潮流能,以其稳定、储量大、分布广、对环境影响小等优点,越来越成为一种重要的能源。因此,潮流能设备的研发也越来越广泛。用数值方法模拟潮流能水轮机是一种最为直观的研究方法,但是潮流能水轮机形状复杂,建模过程冗长,网格数量极大,运算过程较长,并且对计算机要求很高。因而,寻求水轮机数值模拟替代方法成为一个重要的研究课题。多孔圆盘是一种重要并且认同度较高的替代方法,基于多孔圆盘替代水轮机进行水池实验的尝试较多。本文则对多孔圆盘替代水轮机进行数值计算,意图寻求广泛适用的多孔圆盘模拟水轮机的方法。但是,对圆盘进行开孔计算量也较大,且不具有普适性,与寻求简化方法的初衷想违背。因此,本文基于ANSYS FLUENT中的多孔介质模型,替代圆盘开孔模拟水轮机,达到简化计算的效果。本文从尾流场情况和水动力特性两个方面分析多孔圆盘模拟水轮机的能力。首先,验证多孔介质模型的可行性,与经典多孔圆盘模型实验进行对比,判断多孔介质模型能否替代多孔圆盘。然后,对多孔介质模型当中的各项输入参数进行研究,寻求变化规律。再改变圆盘本身的性质,诸如圆盘的厚度,寻求变化规律。最终达到对于任何一个待模拟水轮机,在得知其推力系数的情况下,都能迅速找到能够替代该水轮机的多孔圆盘。为了验证结论,与已有水轮机计算结果进行对比,找出某水轮机在各个速比下的模拟方法。对有自由液面的情况进行研究,获得自由液面的影响。之后,对水轮机的摇荡运动进行模拟。基于已有的水轮机数值计算结果,设置相同的条件,进行对比。模拟横荡和纵荡两种情况,对比每个时间步下的推力系数。最后,对有自由液面的情况进行研究。为了充分利用潮流能,常常需要对潮流能水轮机进行阵列。利用多孔圆盘,替代水轮机建模,研究阵列规律,最后给出理想的水轮机阵列方案。