风能作为当今世界发展最成熟的清洁能源,有望替代传统化石燃料成为发展的能源支柱。利用城市风能资源能够有效提高可再生能源的使用比例,符合可持续发展趋势。传统大型风力机结构不适用于城市环境,因此设计符合城市风资源特点的微型风力机成为研究热点。本文根据实际工况进行微型风力机风轮结构设计及其气动性能分析,为风轮结构改进提供依据,具有明确的工程意义和理论价值。　　依据传统风轮设计理论与微型风力机工况特点,从风轮直径、叶片数、叶片形状和翼型方面进行风轮结构设计,得到一种矩形叶片风轮;利用三维建模软件Pro/E生成矩形叶片风轮的三维实体模型。　　运用流体动力学软件FLUENT建立矩形叶片风轮的三维流场模型,研究不同来流风速与角速度下,矩形叶片风轮输出转矩、轴向推力、输出功率以及叶片表面压力的变化规律。　　建立矩形叶片风轮试验装置,得到不同来流风速下,风轮输出转矩随风轮角速度的变化趋势;通过对比试验结果与仿真计算结果的一致性,验证了仿真模型的有效性。　　为了改善矩形叶片风轮的风能利用率,从叶片形状和翼型两方面进行风轮结构改进,得到了扇形叶片风轮和NACA0006叶片风轮两种改进结构;建立两种改进风轮的三维流场模型,分析了两种改进风轮在不同来流风速与角速度下的输出转矩、输出功率及风能利用率的变化规律;分析结果表明扇形叶片风轮结构为较优的方案。