自然界中来流风速风向的不断变化,使得水平轴风力机常常运行于偏航工况。偏航运行时风轮下游螺旋状尾流发生偏斜,导致在风轮平面内产生非定常诱导速度,叶片各断面攻角连续不断地发生周期性变化,使得叶片上的载荷也呈周期性变化；同时尾流还将影响后排风力机的正常运行。因此,开展风力机偏航工况动态特性研究至关重要,是解决大型风力机气动弹性变形、结构设计加工、风电场优化布置及运行控制策略问题的基础,具有十分迫切的工程实践需要。实验测量和CFD数值计算是研究风力机气动性能的重要方法。目前国际上对风力机进行详细压力、流场联合测量的大型试验项目有美国的Phase Ⅵ和欧盟的MEXICO实验,相比Phase Ⅵ实验,MEXICO实验项目的流场和气动参数数据更为详细。本文以MEXICO实验数据为依托,基于ANSYS CFX软件,选取SA模型、k-co模型和SST模型对不同来流风速下的MEXICO风轮分别进行数值模拟。通过叶片不同截面上的压力系数和载荷分布表明,SST湍流模型模拟得到的结果与实验值的误差小于SA模型和k-co模型的误差。SA湍流模型过度夸大了风力机叶片吸力面流动分离现象,而SST湍流模型考虑湍流剪切应力的输运效果,采用修正的湍流粘性公式,可以更精确地模拟反压力梯度引起的分离点和分离区的大小。采用SST湍流模型,对偏航15°的MEXICO风轮进行不同来流风速的数值模拟研究。通过对攻角、载荷以及翼型特性等气动参数的对比分析表明,同一风速条件下,各截面的气动参数随方位角变化均呈现三角函数的变化规律。通过三维动态翼型数据与二维静态翼型数据对比表明,旋转和偏航导致叶片出现失速延迟现象,由于叶尖涡的影响,叶尖处失速延迟现象逐渐减弱。低风速条件下,叶片表面流动基本附着在叶片上,升力系数随攻角呈现线性变化规律,迟滞效应不明显；但当来流风速增加到15m/s时,在叶根35%截面上,出现明显的迟滞现象,而在叶尖附近这种现象表现的不明显；当来流风速增大到18.1m/s和24m/s时,在叶片各个截面上均出现了明显的迟滞效应,而且在叶根附近表现的尤为明显。通过对设计工况下不同偏航角的MEXICO风轮气动特性研究表明,轴向入流时各气动参数随方位角基本没有变化,而偏航角的大小对压力系数、攻角、载荷以及升阻力系数随方位角的变化规律基本没有影响,仅影响这些气动参数的数值大小。随着偏航角的增大,同一方位角条件下的攻角、载荷以及升阻力系数基本呈现减小的变化趋势。压力面上最大压力系数Cp_max不随偏航角发生变化,但最大压力系数Cp_max所在的位置随偏航角的增大向叶片前缘移动：而吸力面上的最小压力系数Cp_min随偏航角的增大呈现增大的规律,并且最小压力系数Cp_min所处的位置随偏航角的增大向叶片后缘移动。根据数值计算结果,对现有诱导速度分布模型进行修正,提出新的修正模型。将处于15°、30°和45°偏航角的风力机的诱导速度以及攻角的计算结果与该修正模型比较,结果表明修正模型计算得到的结果与数值模拟结果在不同翼展方向均呈现一致的分布规律,在叶根附近两者的数值吻合很好,而沿翼展方向仅部分方位角处存在一定的数值差异。