随着世界经济的迅速发展,各国对于能源的需求量越来越大,可再生能源的开发和利用将成为未来各国的大力发展对象。风能作为一种可再生清洁能源,开发和存储技术较成熟,现有存储量相对较大,近年来逐渐受到人们的重视。如今风力机外形发展趋势是大型化,叶片尺寸更加细长,受到不断变化的载荷与柔性结构会产生耦合作用,叶片会发生变形和扭转,同时会导致流场的改变,风力机的气动性能发生改变。当变形过大,振动过大或失稳会使得叶片出现疲劳破坏。因此,采用流固耦合的方法对风力机进行数值模拟分析,计算多种载荷下叶片变形及其气动特性能变化对于风力机的设计和优化具有重要意义。本文以美国可再生能源实验室(NREL)5MW风力机为研究对象,建立风力机的全尺寸模型,进行仿真模拟,并与实验室的设计值对比,验证了风力机建模、网格划分及边界条件的正确性。然后对风力机进行双向流固耦合数值模拟,研究结果表明叶片在多种载荷的共同作用下会发生较大变形,叶片最大变形量约1m,最大变形发生在叶尖处,叶片变形呈现非线性的增长趋势,同时三个叶片的最大变形量略有不同,叶片的最大变形相差约0.15m,叶片应力较大的区域主要集中于中部迎风面。流固耦合稳定之后,风力机的轴向推力和输出功率均有所增加。为了研究风力机叶片的气动特性情况,提出了一种具体的方法来整合二维翼型周围的速度环量值,本文以NACA64_A17翼型为例,展示了如何找到计算环量的最优积分路径。通过二维翼型的环量分析,研究了积分路径和翼型攻角对于积分值的影响,将积分结果与经典的库塔-朱可夫斯基定理相比,进而将研究研究结果运用到风力机叶片三维的环量分布计算中,分析了不同来流速度叶片环量分布,对比了叶片环量分布对于叶片气动特性的影响。