风能是一种清洁、安全、储藏量大且分布广泛的可再生能源。通过风力发电机获取风能时,会产生尾流效应,降低风场整体发电效率。因此,对于风机尾流效应的研究具有重要的现实意义。同时,亟待提出风场排布的优化方法以避免尾流效应的影响、提升风场整体效率。本文首先介绍了风机空气动力学的基础理论。随后采用计算流体动力学方法对风机尾流效应进行了模拟,并基于数值模拟结果提出了一种新型的风机尾流预测模型。最后,对传统的风场排布优化算法进行了改进;结合本文提出的尾流预测模型,给出了一套完善的风机尾流预测和风场排布优化方法。具体研究内容如下:(1)介绍并验证了风机空气动力学的基础理论;给出了风机受力的分析方法;(2)基于风机的受力分析情况对风机流场进行了建模,模拟并分析了风机尾流的速度、湍流度、雷诺应力等物理量,并对比了不同湍流模型对模拟结果的影响;(3)根据尾流数值模拟结果,结合理论分析方法提出了一种新型的风机尾流预测模型;(4)针对风场排布问题,对遗传算法进行了改进。结合本文提出的新型尾流预测模型和改进遗传算法给出了一套完整的风场排布优化方法。