风能的重要性日益受到广泛认同，作为捕获风能的重要工具，风力机叶片的气动性能好坏决定了其风能利用效率的高低，而其结构振动特性对于风力机的安全平稳运行意义重大。因此，本文以10kW风力机叶片为研究对象，对其气动性能及振动特性进行了研究。主要研究内容如下：1.基于叶素动量理论和考虑叶片轮毂损失的WILLSON法，采用MATLAB软件以最大化风能利用系数为目标，通过计算获得了10kW风机叶片沿展长方向的弦长和扭角优化分布，并结合SG6040翼型数据，建立了风轮气动外形的仿真模型。2.借助Fluent软件对SG6040翼型的气动性能进行了计算，获得了其升力系数与阻力系数，其值与XFOIL的计算值相吻合；在翼型分析的基础上对风轮进行了气动性能分析，探讨了计算域的大小及其网格类型、网格数对风轮气动性能计算结果的影响，结果表明计算域的大小对风轮气动性能计算值影响很大，随着网格数增多，计算获得的叶片功率值有增大趋势；多面体网格数在四面体网格数的1/5到1/4时，可得出与四面体网格计算结果相近的结果。计算结果还表明，在考虑轮毂损失时，Wilson法适用于叶片的气动外形设计。3.基于Workbench平台完成了柔性叶片的结构分析及单、双向流固耦合分析，探讨了静态工况下预应力、大变形预应力对叶片结构模态和相应振型的影响，以及在20m/s风速下柔性叶片的振动特性。结果表明在静态工况下预应力对叶片的模态及振型影响较小，而大变形预应力对叶片的模态及振型影响较大；20m/s风速下柔性叶片双向流固耦合分析结果表明叶片实际振动频率与其一阶模态频率相近，且大于其一阶模态频率，并有增大趋势，叶片振幅逐渐减小，叶片振动收敛，没有发生颤振发散现象。本文的工作为小型风力机叶片的气动外形设计与气动性能计算提供了有效的方法，所得结果对于风力机叶片的设计和安全稳定运行具有重要的参考价值和工程实际意义。