“十三五”以来,风电行业迅猛发展,为了满足低风速场风电和海上风电的需求,风电机组大型化趋势愈发明显。叶片作为风力机主要的承载部件,结构上被设计的更细更长,因而变得更加柔性,容易产生大变形现象。与传统小叶片不同,在湍流作用下,叶片结构将产生几何非线性变形,同时,这种非线性变形也会对叶片的气动特性产生影响,形成复杂的流固耦合现象。对此,如何建立一个有效快捷的大变形结构模型,并对大尺寸柔性细长叶片的动态响应进行有效分析,对叶片后续设计的安全性、稳定性都具有重要的意义。本文依托国家自然科学基金项目“海上风电机组超长柔性叶片的非线性气动弹性问题研究”,以叶片达到89.166米的DTU 10MW水平轴风力机为研究对象,基于大变形Euler-Bernoulli梁理论建立非线性叶片模型,同时结合非定常气动理论,研究湍流作用下叶片的气弹动态响应。在气动模型方面,考虑非线性动态响应的复杂性,为了提高计算效率,保证模型稳定性,决定采用叶素动量理论。同时通过叶尖/叶根损失修正、叶栅修正、Glauert诱导因子修正,得到修正的10MW风力机叶片气动模型。最后,在平衡尾流基础上,引入动态入流,计算非定常诱导因子,建立非定常气动模型。接着,在气动模型的基础上计算气动载荷。为了有效描述叶片复杂外形对载荷的影响,将叶片的预弯、预扭也加入载荷计算中;同时,考虑俯仰角、预锥角以及响应过程中转速变化、桨角变化、挥舞/摆阵和扭转方向倾角变化、风剪切作用、气动阻尼作用对气动载荷的影响,得到动态过程中完整的气动载荷计算式。由于非结构化载荷也具有重要影响,除了气动载荷,载荷方面还考虑风电机组运行过程中变化的重力、离心力。结构模型方面,在传统线性Euler-Bernoulli梁模型基础上,考虑横纵向非线性位移场,同时引入平面Green应变,建立一种适用于超长柔性叶片的大变形模型。最后结合结构惯性力和Rayleigh阻尼力,推导大变形叶片的单元等效切线刚度矩阵、单元等效质量矩阵、单元等效阻尼矩阵的详细表达式并进行组装,结合虚功原理构建大变形叶片的非线性结构动力学方程。为了计算不同时间步下的非线性位移响应,采用逐步积分方法Newmark-β;同时,考虑切线刚度矩阵的非线性,采用修正拉格朗日法（Updated Lagrange Method）,在每一时间步下基于相邻构型和Newton-Raphson进行增量迭代,最终获取非线性气弹响应结果,并对叶片挥舞、摆阵方向的变形以及变形对响应的影响进行分析。