随着传统能源的日益枯竭,世界各国对可再生能源,尤其是风能的开发利用越来越重视。漂浮式海上风力机是一种新型的风能开发利用方式,在深海领域具有一定的应用前景。相比固定式风力机,漂浮式海上风力机具有更为复杂的动力特性。针对漂浮式海上风力机数值模拟进行研究,分析其动力特性,能够提高漂浮式海上风力机的经济性与安全性。本文建立了基于直线分割的风力机涡格法自由涡数值模拟工具,模拟风力机的动态性能。采用升力线模型模拟叶片表面的气动特性,利用Biot-Savart定律求解控制点处的诱导速度,分别采用涡核模型和“截断”处理增加粘性影响并消除数值奇点。利用不同的数值计算方法进行风力机尾迹场的迭代求解,并建立一套时间步进自由涡尾迹计算流程。分别对“NREL Phase VI”和“NREL 5MW Baseline”风力机进行建模,进行定常状态数值模拟,分别利用实验值和FAST校核其气动性能。在准确计算风力机气动性能的基础上,探讨不同数值计算方法和诱导速度对风力机尾迹场的影响,结果表明,计算方法选择会改变风力机尾迹场结构的稳定性,诱导速度项的存在对风力机气动性能结果具有较大的影响。将经典水动力势流理论与自由涡方法结合,建立漂浮式风力机的“水动-气动”耦合计算方法,成功获得风力机在风、浪、流等环境条件下的气动性能和尾迹场结构。在自由涡方法中添加了曲线涡修正,从涡环分析开始,引入阵风模型,将曲线涡修正添加至漂浮式风力机的“气动-水动”耦合模拟中,模拟并评估该修正对固定式和漂浮式风力机尾迹场稳定性的影响。为研究曲线涡修正对斜向流模拟的有效性,采用斜向阵风模型,对考虑和不考虑曲线涡修正的计算进行了比较。结果表明,采用曲线涡修正可增加风力机尾迹场的稳定性,但受到一定理论条件的限制。使用约化频率对风力机叶片的非定常气动特性进行定量分析,模拟中观察到不同外载荷对风力机约化频率的贡献值。