随着科学技术的发展,能源需求日益增大,同时,环境保护问题也迫在眉睫。利用水平轴风力机发电是风能利用的主要形式。风轮是风力机的关键部件,新型的大型风力机叶片大量采用新的风力机专用翼型,因此,对风力机专用翼型的研究是当前风力机空气动力学研究的一个热点,也是风力机研究的基础。CFD方法是翼型气动性能研究的主要途径之一。工程上对风力机专用翼型的大攻角气动性能的数值计算提出了更高的要求,这也是计算流体力学领域需要解决的重要问题之一。本文在分析了国内外风电开发现状及风力机专用翼型气动性能研究现状的基础上,对几种常用的水平轴风力机专用翼型系列做了详细的介绍,分析了各系列风力机专用翼型的特点。针对NREL的S系列翼型,开展了风力机专用翼型的空气动力学研究,首先,建立了由S系列风力机专用翼型和部分适合于风力机的NACA系列翼型组成的翼型数据库;其次,归纳并汇总了S系列翼型在风力机叶片上的应用情况,如:翼型的几何特性和气动特性参数、在叶片上的适用位置及其适当的翼型组合规律;最后,通过FLUENT软件对S827、S901、S902、S903四种翼型进行数值计算,验证了选用RNG k-ε两方程作为CFD数值计算的湍流模式,可有效地进行风力机专用翼型的非定常气动性能研究。并主要针对翼型的升阻特性、失速特性、流动分离特性等方面内容。通过S901和S903两个翼型,研究了翼型厚度对翼型气动特性的影响;通过S902和S903两个翼型,研究了翼型弯度对翼型气动特性的影响;通过S827翼型,研究了雷诺数对翼型气动特性的影响,并总结了相关规律。翼型厚度对风力机专用翼型气动特性的影响:厚翼型比薄翼型有较高的升力和阻力系数,最大升力系数较大,临界攻角较大,大升力系数攻角范围较宽,但发生分离较早。翼型弯度对风力机专用翼型气动特性的影响:在一定范围内,大弯度翼型比小弯度翼型有较高的升力和阻力系数,同时,升阻比也比较大,最大升力系数较大,临界攻角较大,大升力系数攻角范围较宽,但发生分离较早。雷诺数对风力机专用翼型气动特性的影响:随着雷诺数的增大,翼型升力系数和阻力系数都在增大,升阻比也要增加,最大升力系数增大,临界攻角减小,大升力系数攻角范围变宽,同一攻角下,流动分离点后移,分离涡的分布范围减小。同时,可以通过分段线性化的方法,逐段求出翼型的升力系数和阻力系数曲线的斜率来完善翼型气动数据和简化风力机叶片的设计过程。