在全球面临着能源危机与环境污染的严峻考验下，风能作为一种可再生的清洁能源正受到人们越来越多的重视。在我国，水平轴风力发电技术相对成熟，在东北、华北、西北等风资源丰富地区发挥着重要的作用。而在电量需求大的华中、华南等低风速地区，垂直轴风机以其结构简单、无需对风、启动风速小等优点，有着独特的发展优势。本文针对一款50kW H型垂直轴风机，在分析其气动性能之后，对关键部件进行结构强度校核，并提出优化方案。主要研究内容如下：　　首先在垂直轴风机的相关理论基础上，分析风轮在旋转过程中的运动规律并建立数学模型。然后通过 MATLAB仿真得到风机风能利用系数随尖速比的变化规律以及叶片在旋转过程中不同位置所受到的气动载荷。重点研究叶片弦长、风轮半径、叶片数量对风机风能利用系数的影响。通过选取适当的风轮参数、调节风轮旋转过程中的转速，提高风机转化风能的效率。　　建立了风轮简化后的二维模型，并对流场域和风轮旋转域进行网格划分以及设置边界条件。运用 FLUENT软件来模拟风轮在风场中的运动，重点分析旋转域和流场域中的风速和压强分布。结果表明靠近旋转域的前端和上下两侧的风速出现明显涡流现象，风速变化较为紊乱；旋转域后方风速明显降低，远端风速变化不大；旋转域前端压强最大，但整体都在0.1MPa左右变化。分析结果对风机在风场中的位置规划有一定参考意义。　　最后在 SolidWorks中建立叶片、塔架、塔筒简化后的三维模型，随后导入到 Workbench中进行强度校核。在计算得到各部件的受力状况之后，对有限元模型进行合理的约束以及施加载荷，随后分析得出各部件的应力和变形情况。针对应力集中部位提出优化方案并再次进行强度分析，证明了优化方案的合理性。　　本文的研究成果为 H型垂直轴风机提供了理论依据和改进建议，具有一定的工程应用价值。