能源在国家安全与发展中的地位不断提升,传统火力发电已不能满足当前对环境保护的要求,风力发电作为一种获得可再生绿色能源的技术得到迅猛发展。风力发电机此类高耸轻柔的特种结构,对风的作用敏感。风力机叶片作为风力机核心组成部件,其承受的气动力沿叶展传递到风力机轮毂上,因此有必要对风力机轮毂所受风荷载特性进行研究。本文在大气边界层风洞中模拟出了A、B两类地貌,对水平轴风力机模型进行了高频六分量测力天平风洞试验,研究了桨距角、风向角、风轮转速、地貌类型等因素对水平轴风力机轮毂处风荷载特性的影响。本文主要内容包括两个方面:1)水平轴风力机静止状态轮毂处风荷载特性研究;2)水平轴风力机转动状态轮毂处风荷载特性研究。其中:转动状态分为恒转速和变转速。均从平均风力系数、脉动风力系数、功率谱、相干性几个方面研究了桨距角、风向角、风轮转速、地貌类型等因素对风力机轮毂处风荷载特性的影响。主要结论如下:1)静止状态:y轴向平均风力系数在0°风向角最大,90°风向角最小,90°桨距角对应的y轴向平均风力系数是0°桨距角的33%;y轴向脉动风力系数在90°、270°风向角最大;x轴向平均风力系数在90°风向角最大,0°风向角最小,0°桨距角对应的x轴向平均风力系数是90°桨距角的48%;x轴向脉动风力系数在0°、180°风向角最大;0°和90°桨距角时,x、y两个轴向脉动风力功率谱均在折减频率0.6Hz处出现天平-模型共振引起的尖锐谱峰;顺-横方向风力相干性很小,90°桨距角相干性略大于0°桨距角。2)识别了天平-模型系统的频率、阻尼,进行了功率谱的修正,消除了天平-模型共振引起的谱峰。3)恒转速状态:y轴向平均风力系数在0°风向角最大,45°风向角最小;y轴向脉动风力系数在45°风向角最大,60°桨距角平均、脉动风力系数比其余桨距角小;x轴向平均风力系数在45°风向角最大,0°风向角最小;x轴向脉动风力系数在0°风向角最大,60°桨距角平均、脉动风力系数比其余桨距角大;x、y两个轴向脉动风力功率谱均在折减频率0.4Hz、0.6Hz处出现风力机转动、天平-模型共振引起的谱峰;0°桨距角顺-横风力相干性大于其余桨距角。4)变转速状态:x、y两个轴向平均、脉动风力系数随着转速增大而不均匀的增大;x、y两个轴向脉动风力功率谱亦存在上述两个谱峰,且风轮转速对x轴向功率谱能量影响更大;顺-横风力相干性随着转速的增大而增大。