十四五规划中明确提出要大力发展新能源,力争早日实现“碳达峰”的目标。而风能正是达成此目标的关键一环,但在建设风电场的过程中,由于风电场中的风力机的数量众多,各台风力机之间不可避免的产生相互干扰。而在如何合理高效开发风能资源的同时并在一定程度上减少风电场的占地规模,这些是风电行业一直在探索的课题。风电场中采用不同的风力机布置方式会给风力机的输出功率带来不同程度的影响,不当的布局甚至会降低整个风电场的输出功率。因此,对风力机叶片的气动性能及尾流特性进行研究,对提高单台风力机的发电效率,增加风电场的整体输出功率有着一定的意义。具体研究内容如下:（1）本文基于Wilson优化理论,以某1.3MW风力机的基本参数为参考。先对叶片气动外形及参数进行优化设计,得到叶片各叶素面弦长及扭角的数据。然后根据点坐标变换理论将翼型的二维坐标转换为三维坐标,并应用三维建模软件SOLIDWORKS建立了风轮叶片及整机的三维模型。（2）以CFD理论为基础,借助FLUENT软件,对风轮流场进行网格划分。并针对风轮在不同来流风速下的三维动态绕流流场进行模拟仿真,研究风轮叶片在不同来流风速下的气动性能,验证了所设计风力机三维模型的气动性能。（3）在Star CCM+软件中建立了单台风力机的流场模型,采用有限体积法,求解不可压缩Navier-Stokes控制方程及可实现的k-epsilon湍流模型,得到了单台风力机的尾流分布情况,并将所得仿真结果与文献结果相对照。结果表明:模拟值在尾流区3D范围以内时与文献中计算结果较为接近,而在尾流区3D范围以外时,模拟值要大于文献中的计算值。根据仿真结果,单台风力机在盛行风方向上8D处尾流已经恢复至来流速度的96%,垂直于盛行风方向0.8D处尾流基本恢复至来流速度,据此串列风力机可按照两台风力机间距8D来布置,并列风力机可按照最小间距1.5D进行布置。（4）根据单台风力机所得结论,建立三台风力机在串列、错列及并列、错列布置方式下的尾流场模型,并采取与单台风力机相同的控制方程与湍流模型,研究三台风力机在串列、错列及并列、错列布置方式下的尾流分布情况。结果表明:相比较串列、错列风力机布置,并列、错列风力机布置方式在空间上占用更少;而串列、错列布置由于风力机之间相互干扰的原因,在串列下游的风力机尾流衰减情况较单台风力机尾流衰减情况较为严重,可以考虑串列布置适当两台风力机之间的距离扩大1D～2D;并列、错列风力机的尾流衰减情况则与单台风力机的模拟情况相差不大,所以在布置风力机时可考虑采用多并列、错列排布的风力机布置方式。