随着世界经济的飞速发展,开发利用风能资源逐渐成为可持续发展战略的非常重要的组成部分,垂直轴风力发电机将凭借其特有的优势而有广阔的发展前景。目前世界上对水平轴风力发电机的研究比较成熟,而对垂直轴风力发电机尤其是对Φ型Darrieus垂直轴风力发电机的研究较少。本文以MW级①型Darrieus风力发电机为研究对象,结合国内外有关研究机构的相关研究,采用理论分析、数学模型计算和CFD数值模拟方法,重点研究了Φ型达里厄风轮的空气动力学性能和风轮叶片采用的NACA0018翼型的空气动力学性能。本文主要工作内容如下：(1)介绍了关于垂直轴风力机的基础理论和翼型的基本理论并分析了影响翼型气动特性的主要气动参数；分析了达里厄风轮的转动原理,并就中型风轮的叶片气动载荷进行详细分析。(2)通过建立Φ型达里厄风轮的数学模型,完成了影响风轮气动特性的几何参数的设计计算；结合Φ型达里厄风轮结构特性,设计计算了风轮的Troposkien曲线型线；采用梯形风轮的近似算法,分析了风轮的整体气动特性,计算得到了不同时间、叶片处于不同位置时风轮和各叶片所能提供的扭矩和风轮风能利用系数,确定了风轮启动风速、启动转速等风轮最佳工作范围。(3)确定了NACA0018翼型为MW级垂直轴风力发电机的翼型；运用CFD方法,对NACA0018翼型的绕流流场进行了数值计算研究,得出了不同攻角范围内的翼型气动特性,并讨论了雷诺数对翼型气动性能的影响；对风轮的三维绕流流场进行数值模拟,得到了风轮的三维流动特性,并分析讨论了风轮垂直高度和主轴对Φ型达里厄风轮的气动性能的影响。