风能是各种新能源中最为典型的一种,在当前与日俱增的新能源需求推动下,加大对风能的利用有很大意义。目前水平轴风力机是风能利用最主要的形式,其关键部位即为叶片。叶片的气动外形直接关系着风力机风能利用效率,因此对风力机叶片的设计技术进行研究很有必要。本文以1.5MW水平轴风力机为对象,运用改进的Wilson算法对兆瓦级风力机叶片进行优化设计,得出额定功率1.5MW的风力机叶片的气动外形参数。并对设计出的叶片进行了气动性能预估。首先参照本地风速概率分布,以输出功率最大目标,选取了额定风速,确定了设计尖速比和转速等特征参数。并应用当前设计较为准确且运用比较广泛的Wilson叶片设计方法设计了风轮叶片的气动外形,设计过程中考虑了多翼型和最佳攻角非线性分布等因素对最优状态的影响,引入局部叶素最优状态设计进行改进。确定优化设计数学模型以及约束条件,以MATLAB优化工具箱为工具进行优化。其次本文还对设计完成后的叶片外形的气动性能进行预估计算。所获得的气动性能结果证明了本文优化设计的有效性和可行性最后结合设计出的叶片外形参数和原始翼型二维坐标,提出了一种基于CATIA软件建立风力机叶片三维模型的新的造型方法。造型结果验证了建模的方法的可行性。