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风力发电机叶片是吸收风能并将其转换成机械能的重要部件之一。叶片的翼型、数量和尖速比都直接影响叶片接受风能的效率。本文论述了风力发电的优势及风电产业在中国的发展现状,并针对风力发电机的关键部件叶片进行了系统的研究。首先,基于空气动力学原理建立了水平轴风力发电机的气动性能计算模型。模型考虑了叶尖损失、轮毂损失、叶栅理论等因素,并且考虑了风剪切、偏航对计算模型的影响,使得理论模型更接近于实际工况中的风力发电机。应用所设计的气动性能计算程序计算了1.3MW失速调节风力发电机的气动性能,与国外大型商业软件的计算结果取得了良好的一致性,从而验证了模型的正确性和实用性。其次,提出了风力发电机叶片的优化设计模型,该模型考虑了风场风速的概率分布,以风力发电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。利用优化设计程序,设计了1.3MW风力发电机的叶片。与已有叶片相比,设计结果显示了明显的优越性,从而说明了该优化设计模型的有效性和实用性。最后,对所设计的叶片进行了动力学特性分析。在有限元分析软件ANSYS的环境下,建立实体模型,进行网格划分,进而对叶片实体模型的振动情况进行分析,即模态分析。分析结果表明了本文所设计叶片的动力学性能能够到达使用要求。