面对日益增长的能源需求和环保方面的压力，世界各国都在加大新能源的开发力度，清洁无污染、绿色廉价的可再生能源是当今世界能源开发的焦点。风能是可再生清洁能源中最具代表性的一种，它对保护环境和维持生态平衡，以及减少对常规能源依赖和改善能源结构都有重要意义。风能开发的重点是利用风力发电机将风能转换成电能。水平轴风力机是风能利用中最主要的形式，风力机中的关键部件又是叶片，它的设计好坏直接决定了风力机的工作效率高低，由此看来风力机叶片外形的空气动力设计成为最为重要的课题。本文首先在分析国内外风电开发现状、风力机翼型研究现状的基础上，对风力机叶片气动设计方法做了详细的介绍，包括Glauert方法、Schmitz方法，以及动量—叶素理论，并分析各种设计方法之间的区别。其次，以涡流理论为基础，基于现有的尾流模式，提出一种圆锥-圆柱尾流模型，并根据流体连续性方程确定尾涡的扩散半径。然后，以改进Glauert理论为目的，以有限叶片数，变环量及扩散状的尾流模型为依据，建立和求解描述该模型的积分微分方程，获得一种确定水平轴风力机叶片气动外形设计的新方法。应用该设计方法对某1.5MW风力机叶片进行气动外形设计，并将其气动计算结果与其它方法的结果作了比较，以说明所给方法的有效性。最后，根据设计结果，建立了叶片的三维实体模型，指定边界条件类型并划分网格，应用FLUENT软件对新设计的风力机作数值模拟分析计算。