风能作为一种清洁的可再生能源不断受到人们的重视,而与陆上风电相比,海上风能资源更为丰富,随着海上风电技术的快速发展,浮式风机产业越来越重要,如何更加充分的利用海上风能资源、提高浮式风机的气动性能成为研究的热点。对于海上浮式风机而言,由于受到剪切风、塔影效应、浮式基础运动等因素的共同影响,其气动载荷会更加得复杂,因此如何准确快速地对海上风力机的气动性能进行预估显得尤为重要。本文首先采用面元法编写了相应的计算程序,主要是对水平轴风力机的输出功率和推力进行了数值模拟,在验证结果的基础上建立了在不同来流条件下的风力机气动载荷计算流程,包括剪切风、塔影效应以及湍流风模型。结果表明剪切风的影响机理是使功率产生简谐波动并且降低输出功率,塔影效应产生的主要影响是当叶片旋转到塔柱位置时产生功率的骤降。随后在此基础上研究了浮式基础的单自由度运动对风轮气动载荷均值和变化范围的影响,考虑的自由度运动有纵荡、纵摇和首摇,并且对比了在不同运动周期和运动幅值下单个叶片上的转矩变化,从入流速度的角度分析了自由度运动对气动载荷的影响机理。最后考虑气动—水动耦合的影响,对浮式风机系统整体进行了研究,以Deep Cwind半潜浮式基础为模型,模拟在不同风浪联合作用下浮式基础的运动响应以及风力机气动载荷的变化,结果表明平台的运动周期变化频率以波浪频率为主,气动载荷主要会对平台运动的平衡位置产生影响。