提出了直叶片垂直轴风力机风轮的优化设计模型，该模型以双向多流管理论为基础，考虑了风场风速的概率分布，以风力机年能量输出最大为设计目标，使用遗传算法进行搜索寻优。利用开发的优化设计程序，针对特定风场优化设计直叶片垂直轴风力机风轮，并与已有风力机相比，优化设计结果有明显的优越性，说明该优化设计模型的有效性和实用性。

为研究湍流强度对机组动力学特性及气动载荷的影响,以3.3 MW三叶片水平轴风电机组为研究对象,采用仿真及试验相结合的方法,并对来流风速和主导载荷进行功率谱分析。通过开展4种湍流强度0.10、0.12、0.14和0.16的计算仿真,结果表明随着湍流强度的增加,风电机组机舱振动加速度、载荷及等效疲劳载荷都有规律性变化。为验证仿真结果的合理性,对某风场的型式测试机组进行1a多的数据测试采集和分析。测试结果表明,机组运行在0.06、0.08、0.10和0.12这4种不同湍流强度下,其机组在不同风速运行下的机组振动及载荷同样出现有规律性的变化,仿真与实测结果的变化趋势吻合度较高。该研究为风电场风电机组的微观选址提供依据,也对风电机组设计有一定的指导意义。

为了提高风力机翼型特性模拟的准确性，采用数值求解N-S方程的方法，对NACA0015翼型的气动性能进行了数值模拟．考虑不同湍流模型、不同的计算格式、不同近壁面处理方法对风力机翼型特性模拟有着不同影响，数值模拟中应用3种不同湍流模型和3种不同的计算格式，同时配合6种不同近壁面处理方法，并将计算结果与实验结果进行对比。结果表明，在边界层内布置合适的网格点，采用k—ωSST湍流模型数值模拟，可使NACA0015翼型阻力系数的计算精度明显提高。