随着海上风电技术的不断发展,漂浮式风机已经逐渐向深海发展,并且随着功率的增加尺寸也变得越来越大,对于大型漂浮式风机的研究逐渐引起了人们的广泛关注。由于海上浮式风机在深海环境中会遭受复杂、剧烈的运动,而这些运动不仅会引起风力机复杂的动态响应,还会对风力机风轮气动性能产生较大影响。气动载荷的变化会对风力机的结构强度和弹性等提出更高的要求,并对输出功率产生较大的影响,尾流场分布的剧烈变化也会影响到下游风力机的气动性能,因此对运动状态下浮式风机气动性能的研究十分必要。浮式风机在波浪和风载荷影响下产生的摇荡运动十分复杂,因此本文使用CFD软件首先对固定状态下风力机的气动性能进行了模拟和验证,然后在此基础上对纵摇、纵荡运动及其耦合运动下浮式风机风轮气动性能的变化规律进行了研究,最后对风浪联合作用下自由运动的浮式风机进行了模拟和研究。在固定式风机气动性能影响因素的讨论中,对选用的NREL 5MW风机在额定风速下的扭矩和推力进行了计算,并通过尝试不同的计算参数,使计算精度实现了一定程度的提高。通过将优化后的扭矩和推力结果与文献结果对比,验证了本方法的可行性。在纵摇运动和纵荡运动对浮式风机气动性能影响的研究中,首先对不同频率下的单自由度运动(包括纵摇和纵荡)进行了模拟,分析了一个运动周期内不同时刻气动载荷、极限流线以及尾涡分布等气动性能的变化,并对比了不同频率对于这些性能的影响程度。接下来还对相同频率下纵摇和纵荡的耦合运动进行了模拟,模拟结果与单自由度运动对比发现运动的耦合在对气动载荷的影响方面起到了相互抑制的作用。最后,在对均匀风和规则波浪下自由运动的Spar基础支撑的风机的气动性能的研究中,分析比较了三个自由度(纵摇、纵荡、垂荡)运动平均幅值及幅值范围与单自由度运动时的异同,以及输出功率和轴向推力的平均值及变化范围与单自由度运动时的差异,并考虑了锚泊系统的影响。