风能作为一种清洁的可再生能源,越来越受到人们的重视。风力机是通过风轮旋转将风能转化成机械能并带动发电机运转的发电装置。风力机空气动力特性决定了风力机风能转化为机械能的能力,并且对风力机整机的运行特性及使用寿命产生重要影响,因此对风力机空气动力特性的研究至关重要。实验测量和CFD数值模拟是研究风力机气动性能的重要方法。为了提高CFD数值计算对风力机气动性能的预测精度,世界多国参与了MEXICO (Model EXperiments In Controlled cOnditions)大型风力机特性实验研究项目。该项目获得了丰富的叶片表面压力和流场数据,将有助于验证和提高理论分析和CFD计算精度。本文基于ANSYS CFX软件,采用SST k-ω湍流模型,针对不同来流风速条件下,恒定转速运行的MEXICO风轮的气动性能进行了数值模拟,将结果与MEXICO实验数据对比,证明计算的可靠性。分析了五个不同叶片径向翼型截面附近的压强分布,研究了风轮叶片随着来流风速的变化而产生流动分离的现象,探讨了不同来流速度对叶片不同截面主要气动特性参数及风力机气动性能的影响,得到了风轮轴功率随风速的变化曲线,并阐明了风轮利用翼型气动失速特性调节功率的机理。在MEXICO风轮叶片吸力面添加了7组涡流发生器进行数值模拟研究,探索涡流发生器对风轮气动性能的影响,发现涡流发生器型态及布置方式能够一定程度抑制边界层分离,提高风轮的气动性能;但当来流风速过大的时候,叶片进入深度失速区,涡流发生器可能降低风轮气动性能。