风力机尾流干涉效应可直接导致风场中风力机群工作效率的大幅度降低并会影响叶片的使用寿命。而风力机所处底层大气的无序性、非定常性以及流场自身三维性给风力机在复杂运行工况(如风剪切、风切变及偏航等)下的功率预测带来困难,更为尾流流动的研究带来巨大挑战。本文以OpenFOAM平台为基础,针对风力机尾流特性进行了以下研究,为提升风力机气动效率、优化风场微观选址提供有效依据。为解决常规CFD方法对网格数和网格质量的依赖问题,本文采用新型致动模型研究风力机尾流特性。致动模型通过在N-S方程中添加体积力源项的形式模拟叶片对流场的作用,无需构建真实的叶片固壁边界,从而减少网格数量、降低了计算所需时间和对计算机资源的要求。首先,针对均匀入流风况,采用致动线模型(ALM)研究了单台风力机的尾流特性。同时在MRF参考系下比较分析了在不同入流风速下的三维CFD风力机模型尾流特性并与ALM模型的计算结果流场结果对比。结果表明：ALM模型与CFD模型下的流场速度、拟涡能等结果相比吻合较好,数值验证了ALM模型的可行性。继而,对自主开发的改进致动面模型(IASM)进行验证。针对均匀入流风况,比较了改进致动面模型与CFD模型的计算结果：基于IASM模型的尾流场速度更接近CFD模型下的流场,其涡结构与CFD模型趋势相符。对比了IASM模型、CFD模型和NREL实验室公布的叶片表面压力分布,IASM模型的预测结果与NREL实验室数据具有很好的一致性,验证了IASM模型的准确性。进而,针对剪切入流和湍流入流工况,采用IASM模型研究了风力机尾流场特性,分析了入流工况对风力机尾流特性的影响以及流场旋转效应和微团剪切效应对流场影响的强弱。结果表明：剪切入流下的尾流场呈非对称分布,轮毂旋转轴线以上的尾流区的速度亏损强于轴线下部区域,而湍流工况下流场则保持对称分布。剪切入流下叶片脱落的倾斜螺旋涡为变螺距分布,湍流入流下螺旋涡螺距不随位置高度变化,且明显小于剪切入流。两种入流下的近地表层速度剪切较大且出现较大的连续涡面。最后,针对多台风力机,基于IASM模型数值模拟了不同布局方式下的风力机尾流场,对风场中尾流干涉下的风力机尾流特性以及风力机布局方式对尾流特性的影响进行了分析。结果表明：尾流干涉效应在流场中是非线性叠加的,尾流干涉作用加速了流场的发展,使得流场涡结构迅速破碎并实现流场重建。同时,不同排布方式下干涉效应对下游风力机产生的影响并不完全相同：错排排布下的流场相较于串联排布下的流场发展较快；相同排布方式下,排布间距较小的风场中,下游风力机尾流在离风轮平面更近的位置出现紊乱的现象。