对风力机而言，精确的气动性能计算及其结构动力响应分析是风力机设计和校核的关键，随着叶片朝大型和柔性化的方向发展，其非定常气动特性也表现得更加突出。风力机非定常气动现象主要有动态入流、动态失速及失速延迟等效应，精确预测风力机叶片在这些现象下的非定常时变载荷及其结构动力响应，对叶片后续设计和分析具有重要的工程实际意义。　　本文首先对风力机在定常工况下的空气动力学特性进行了分析，阐述了叶素-动量理论及其各种修正方法，以具体风力机实例给出了叶片在稳态风下的典型气动特性与载荷分布情况；然后在稳态气动计算模型的基础上考虑了动态入流这一重要非定常气动现象，计算了风力机的气动载荷并与基于平衡尾流的稳态气动计算结果进行了对比，指出了动态入流对风力机载荷的影响。　　风力机非定常气动的另一个重要现象就是动态失速，为获得翼型在非定常空气动力环境中运行的动态气动特性，文章基于Beddoes-Leishman动态失速模型，从附着流、分离流和动态涡三个方面阐述了动态失速气动特性数值计算的理论基础，并在此基础上根据风力机翼型工作时的实际特点进行了修正和扩充，使得模型适用于全范围攻角下的动态气动力计算。然后编制了Matlab程序，仿真了多种翼型在不同工况下的动态气动数据并与实验数据进行了对比分析，此外，对影响动态失速性能的关键参数也进行了仿真讨论。　　由于动态失速对翼型运行性能影响很大，近年来，随着计算机和计算流体力学(CFD)的发展，用CFD来计算翼型动态失速气动特性得到了广泛应用。本文在Beddoes-Leishman半经验动态失速模型的基础上又采用S-A、SSTk-ω、RSM三种湍流模型通过CFD方法仿真了翼型在俯仰、垂直及俯仰水平耦合运动下的动态失速过程，得到了翼型升阻力系数和流场结构，并详细分析了动态失速过程中翼型表面压力分布变化及分离涡的形成、发展和脱落的过程，指出了各运动形式下发生动态失速的相同点和差别。　　为了对叶片进行结构动力分析，获得其在非定常时变载荷作用下的动力响应，把叶片简化成变截面悬臂梁，利用Euler-Bernoulli梁单元进行离散化建模，在计算出结构所受外部时变载荷后进行等效处理，建立了叶片结构动力学运动方程，运用Newmark法对运动方程进行动力响应计算。　　最后以5.0MW水平轴风力机为例，充分考虑动态入流和动态失速等非定常气动特性的影响，仿真了其在湍流风场作用下的发电工况，获得了叶片时变动态载荷和结构动力响应，发现处于湍流风场作用下叶片会发生较大变形；动态入流会使结构响应产生一定延迟但较好的反应了载荷动态变化过程，比采用平衡尾流计算得到的最大载荷和载荷脉动值要低；动态失速则会增大叶片极限载荷和疲劳载荷，降低疲劳寿命，而对叶片结构响应影响很小。