我国海洋国土面积辽阔、岛屿众多。在岛屿等常规能源匮乏的场所,开发如海洋能等清洁能源进行海水淡化以满足人们生活和生产的需求具有重要意义。决定海洋能装备性能的关键因素是能量转换设备。本文研制一种用于海水淡化系统的潮流能直驱海水泵,该泵省去中间能量转换和变速环节,直接与水轮机相连,将机械能转换为海水淡化所需能量。另一方面,由于海水介质粘度低、易泄漏,使得泄漏成为影响海水泵性能的关键因素之一。本文基于天然生物材料的微观结构特点,提出一种多级正弦表面形貌结构,研究其减漏性能。论文主要研究内容包括:（1）根据海水介质特性及海水泵工作条件,明确海水泵设计重点及难点,设计海水泵主体结构。得到了适于直接与水轮机连接且进行双向工作的泵体型式,设计并得到海水泵动外壳导轨曲线,确定了海水泵关键摩擦副用材、配流方式等。（2）研究海水泵运动规律,对其关键零部件进行受力分析。得到了动态条件下柱塞留缸长度、柱塞与柱塞缸体间作用力、柱塞缸孔衬套变形量、柱塞与柱塞缸间应力等参数随幅角变化的规律;应用赫兹接触理论,分析柱塞滚动体与导轨曲面间的接触应力,引入柱塞滚动体与导轨曲面间作用力随幅角变化函数及当量曲率半径随幅角变化函数,得到动态条件下柱塞滚动体与导轨曲面接触应力随幅角变化规律。（3）加工海水泵样机并搭建实验台,对所加工海水泵样机进行实验测试。得到了海水泵样机性能参数曲线,进一步分析了样机运转过程中柱塞和柱塞缸孔密封间隙、偏心距、柱塞留缸长度、柱塞相对柱塞缸运动速度等参数对泄漏量的影响,得到动态条件下柱塞和柱塞缸孔间隙泄漏量。（4）针对海水介质条件下间隙泄漏问题,基于自然界天然生物材料表面形貌特征,提出一种带有多级正弦表面形貌结构的间隙模型,并进行了实验研究。设计了零级模型、一级正弦表面形貌模型和二级正弦表面形貌模型,采用3D打印技术加工实验样品,并通过实验测试其间隙流量。实验结果表明,二级正弦表面形貌模型间隙流量远小于零级和一级正弦表面形貌间隙模型,证明了二级正弦表面形貌的引入可以有效降低泄漏。（5）通过Fluent数值模拟方法研究了不同几何参数的多级正弦表面形貌减漏性能,研究多级正弦表面形貌间隙流动的流场特性,分析其减漏机理。得到了多级正弦结构的不同形貌特征对间隙泄漏量的影响规律,通过对数值计算结果处理分析,得到了多级正弦表面形貌间隙模型的流动特征;此外,将本文提出的多级正弦表面形貌模型与文献中表面形貌模型进行了对比分析,结果表明多级正弦表面形貌模型具有较好的减漏性能。