在流体中绕轴自转的圆柱会受到一个垂直于自转轴方向和流体流动方向平均侧向力的作用,这种现象被称为马格努斯效应,基于该原理,在工程应中旋转圆柱具有非常广泛的应用前景。而对于圆形断面结构,在强风的作用下雷诺数会进入临界区,进而影响到圆柱的气动特性。对于旋转圆柱,转速和雷诺数均会对其气动特性产生影响,因此通过改变圆柱的形状和转速的方式影响圆柱气动力成为了转筒式垂直轴风力发电机设计的研究方向之一。本文通过风洞试验,对不同来流风速和自转速度下圆柱的气动力和尾流特性进行了测量,讨论了雷诺数、转速比（转速与风速的比值）和端板情况等因素对于圆柱气动特性和尾流特性的影响,具体工作内容包括以下几方面:（1）对目前旋转圆柱在风能利用领域的应用现状进行介绍;对风洞试验所涉及到的设备参数和高频天平测力试验的数据计算方法及原理进行阐述。（2）根据试验数据分析雷诺数和转速对于圆柱气动力特性的影响,给出了不同雷诺数和转速比关系下平均升阻力系数、升阻比系数和斯托罗哈数的变化规律。（3）根据试验所得尾流数据对不同流态下的尾流特性进行分析,给出了不同流态下尾流偏角、速度以及脉动强度的变化规律,并尝试通过尾流的变化对气动力改变机理做出解释。（4）根据试验所得旋转圆柱气动力特性的变化规律,总结出转筒式垂直轴风力发电机在给定的雷诺数和转速范围内最佳的运行方式,并对风力发电机的结构设计提供建议。通过对试验结果进行分析,得出以下主要结论:（1）处于亚临界雷诺数区时,马格努斯效应是影响旋转圆柱侧向升力的主要因素,升力的方向指向来流风速与旋转圆柱切向速度相同的一侧（并流侧）,旋转圆柱的平均升力系数随着转速的提高而增加,平均阻力系数随着转速的提高而减小;平均升阻力系数的变化规律在不同的转速比范围内存在差异,升力系数增加幅度在转速提高时会有所变化,而转速的改变对阻力系数变化的幅度影响很小。（2）处于临界雷诺数区时,圆柱的转动会导致流体在来流风速与圆柱切向速度相反一侧（对流侧）形成再附现象,产生一个指向该侧的升力,这个升力不会随着转速的提高发生显著变化。（3）转速会对雷诺数效应产生影响:阻力出现损失现象时的雷诺数会随着转速增加而减小,另一方面,出现再附现象的雷诺数范围则会随着转速的增加而变大。（4）尾流的偏角、速度和脉动强度均会随着转速比的提高发生连续性变化,当流动状态发生改变时,这些尾流特性会出现不连续的改变,并且不同流动状态下尾流特性随转速比的变化规律存在较大差异。（5）采用调节转速的方法控制风力发电装置能够更高效利用马格努斯力,但在实际应用中过于复杂且存在诸多技术难题;而改进气流阻碍构件的方法除了能够调整马格努斯效应影响程度外,可变动性也能够使构件本身获得更佳的气动力作用。