在众多的清洁能源当中,风能的储备量是十分丰富的。在全球的可再生清洁能源发电当中,通过风能发电的电能产量仅次于水力发电量。尽管风力发电技术的发电量位居于可再生能源发电量的第二位,但由于种种技术弊端使得风力发电技术的总发电量相较于水力发电仍存在着较大的差距。近年来,随着各种环境问题的凸显和全球能源的吃紧,世界各国纷纷加入了对清洁能源的探索行列当中,尤其对风力发电技术予以了高度的重视。在风力发电技术当中,一个优良的风力机叶片能够在很大程度上提高风力发电机的风能的利用率。同时,发电机的总发电量往往与发电机叶片的体积呈正比关系。随着人们对风力发电机发电量需求的不断增加,风力机叶片的体积也越来越大。在叶片体积逐渐增大的过程中,出现了很多叶片结构不稳定问题。因此,在风力机制造的整个过程中,设计出一个既能满足人们对发电总量需求同时还能保证结构性能稳定的风力机叶片就变的格外重要。基于此,本文选取2 MW风力机叶片为研究对象,以提升其整体性能及结构稳定性和实现功率系数最大化为目标对其叶片进行设计分析,主要进行了以下工作:首先,以2 MW风力机叶片实际工作条件下的雷诺数条件为设计要求,基于翼型的通用集成表达理论完成不同相对厚度翼型的形状设计。在相应的边界条件下,本文对所选取翼型的型线进行气动性能参数计算分析。根据仿真分析结果显示,本文所选取的翼型型线的升阻比较高,是一个比较理想的翼型截面型线。同时通过翼型气动性能的分析结果可以看出本文所设计的翼型在各种工况下以及主要攻角范围内,其升力系数以及升阻比值都比较高,因而说明,该型线的整体性能良好。为后面的叶片结构设计提供一些数据基础。其次,完成了叶片气动结构形状参数的设计。要设计出气动性能好、结构强度高的大型风力机叶片,需要叶片的翼型具备升力系数高、升阻比大、失速后升力系数平稳等特性。本文以风力机空气动力学理论为基础,从叶片设计基本理论、叶片设计基本概念出发,结合叶片气动参数计算公式,完成风力机叶片结构形状参数的设计计算。根据翼型坐标数据、形状参数建立一个三维实体模型。作为后续章节的结构分析优化模型基础。最后,在ANSYS workbench平台中建立了风力机叶片的有限元模型,施加在极端工况下叶片受到的载荷进行计算分析叶片的各类的应力及变形量,以此来判断所设计叶片的结构强度和刚度。并根据相关标准对叶片的强度和刚度进行了校核,以此检验所设计的叶片是否满足强度设计要求。然后,根据有限元分析结果,对所设计的叶片进行局部的结构改进。同等风况载荷下,改进后的结构最大应力值相较于改进之前得到明显的降低。