在风力机的运行过程中,叶片受到周围流场的影响产生变形,这一变形又会使流场发生改变,这种流体与固体之间的相互作用会对风力机的正常运转产生极大的影响,因此分析风力机叶片的流固耦合问题十分重要。本文利用UG软件对2MW风力机叶片及风轮进行几何模型建立,针对铺层顺序提出一套铺层方案,建立叶片及风轮有限元模型并验证其合理性,在此基础上对叶片及风轮的流场特性以及振动特性进行研究。本文具体做了以下部分工作:1.利用Profili获得NACA4412翼型坐标点数据,根据三维坐标转换公式将二维坐标点转化为三维坐标点,并导入三维建模软件UG中,对叶片及风轮进行由点到线,由线扫略成面的几何模型建立。2.针对铺层顺序提出一套铺层方案,对叶片前后缘、叶根及腹板进行铺层。根据蔡-吴强度判别式以及对有限元计算结果的分析验证叶片铺层设计的合理性。结果表明:叶片材料的蔡-吴强度理论判别式值都小于1,有限元计算结果与理论简化计算结果误差不到1%,固有频率与参考值接近,铺层叶片最大应力值小于初始叶片最大应力值,验证了铺层叶片的合理性。3.在深入了解流固耦合理论的基础上对静止的单叶片、旋转下的风轮周围流场进行模拟,研究了风力机叶片及风轮表面的风压分布状况。对风力机叶片及风轮进行结构静力分析,研究了其结构上的应力分布状况及变形量。结果表明:在额定风速下的数值模拟中,叶片的叶尖部分压力最大,此处叶片厚度最小,叶片中部靠近叶片前缘的位置为应力最大处。4.在对静力学分析的基础上利用Ansys Workbench对旋转下的风轮进行无预应力、有预应力模态分析。对六种特定工况下风轮振动频率进行了模拟计算。结果表明:挥舞与摆振是风轮的主要振动形式,叶片在六种工况下的振动频率与无预应力时的固有频率值基本相同,风压预应力基本不会对风轮振动频率造成影响,而旋转预应力对风轮振动频率造成的影响极大。