随着科学技术的发展,能源需求的日益增大,环境保护问题也迫在眉睫。风能作为一种洁净的可再生环保能源以其独特的优越性越来越受到社会的重视。风力机发电是利用风能的主要形式,叶片是风力发电机吸收风能的重要元件,而翼型又是叶片的重要组成部分,因此,对风力机翼型的设计是当前风力机空气动力学研究的一个热点,也是风力机研究的基础。本文首先在分析国内外风电开发现状、风力机翼型的研究现状和设计方法以及面元法的研究状况的基础上,对风力机翼型的空气动力学的基本理论做了详细的介绍,包括风力机翼型的几何特性,常用的风力机翼型系列、各系列翼型的特点和空气动力学特性等,并对风力机翼型的数值计算方法做了归纳总结。其次,基于面元法对风力机翼型的无粘性流动模型和边界层模型的计算求解方程进行了推导。推导出来的无粘流动模型可计算无粘性流动产生的速度、翼型的升力系数和力矩系数,边界层层流部分用二方程计算求解、边界层的湍流部分用HEAD模型计算、边界层的转捩区域用Michel判断标准来确定、最佳翼型的阻力系数用Squire-Young方程计算求解。最后,基于风力机翼型的无粘性流动模型与边界层模型之间的双耦合过程,应用MATLAB编写风力机翼型计算分析程序,对不同工况下的最佳翼型进行求解。在最佳翼型的求解过程,首先对风力机最佳翼型求解的限制条件和得到最佳翼型的初始翼型进行设定;其次将最大升力系数与最小阻力系数作为风力机翼型计算分析程序的目标函数,分别对攻角作为求解参数与攻角不作为求解参数两种工况下的最佳翼型进行了求解分析,通过求解分析得出最佳翼型的形状和相关气动解,并对不同工况下最佳翼型形状参数的设定方法进行了总结。