一．空氣動(dòng)力設(shè)計(jì)
　　1．確定風(fēng)輪的幾何和空氣動(dòng)力設(shè)計(jì)參數(shù)
　　2．選擇翼型
　　3．確定葉片的最佳形狀
　　 4．計(jì)算風(fēng)輪葉片的功率特性
　　5．如果需要可以對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改并重復(fù)步驟4，以找到制造工藝約束下的最佳風(fēng)輪設(shè)計(jì)。
　　6．計(jì)算在所有可遇尖速比下的風(fēng)輪特性對(duì)于每個(gè)尖速比可采用上面步驟4所述的方法，確定每個(gè)葉素的空氣動(dòng)力狀態(tài)，由此確定整個(gè)風(fēng)輪的性能。
　　7．風(fēng)力機(jī)葉片三維效應(yīng)分析
　　8．非定常空氣動(dòng)力現(xiàn)象
　　9．風(fēng)力機(jī)葉片的動(dòng)態(tài)失速
　　10．葉片動(dòng)態(tài)入流
   
　　二．風(fēng)機(jī)載荷計(jì)算
　　作為風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)和認(rèn)證的重要依據(jù)， 用于風(fēng)力機(jī)的靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度分析。國際電工協(xié)會(huì)制定的IEC61400-1標(biāo)準(zhǔn)、德國船級(jí)社制定的GL規(guī)范和丹麥制定的DS 472標(biāo)準(zhǔn)等對(duì)風(fēng)力機(jī)的載荷進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定。

　　2.1 IEC61400-1 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的載荷情況
　　2.2 風(fēng)機(jī)載荷計(jì)算
　　 1、 計(jì)算模型
　　　1） 風(fēng)模型
　　　　（1）正常風(fēng)模型
　　　　（2）極端風(fēng)模型
　　　　（3）三維湍流模型

　　　2）風(fēng)機(jī)模型
   　  風(fēng)機(jī)模型包括幾何模型、 空氣動(dòng)力學(xué)模型、 傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型、控制系統(tǒng)閉環(huán)模型和運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控模型等。
　　2、風(fēng)力機(jī)載荷特性
  　　　1）葉片上的載荷
　　（1）空氣動(dòng)力載荷
　　包括擺振方向的剪力Qyb和彎矩Mxb、揮舞方向的剪力Qxb和彎矩Myb以及與變漿距力矩平衡的葉片俯仰力矩Mzb。可根據(jù)葉片空氣動(dòng)力設(shè)計(jì)步驟4中求得的葉素上法向力系數(shù)Cn和切向力系數(shù)Ct, 通過積分求出作用在葉片上的空氣動(dòng)力載荷。
   （2）重力載荷作用在葉片上的重力載荷對(duì)葉片產(chǎn)生的擺振方向彎矩， 隨葉片方位角的變化呈周期變化，是葉片的主要疲勞載荷。
   （3）慣性載荷
   （4）操縱載荷
     2）輪轂上的載荷
     3）主軸上的載荷
     4）機(jī)艙上的載荷
     5）偏航系統(tǒng)上的載荷
     6）塔架上的載荷

　　三．風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)彈性
　　當(dāng)風(fēng)力機(jī)在自然風(fēng)條件下運(yùn)行時(shí)，作用在風(fēng)力機(jī)上的空氣動(dòng)力、慣性力和彈性力等交變載荷會(huì)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形和振動(dòng)，影響風(fēng)力機(jī)的正常運(yùn)行甚至導(dǎo)致風(fēng)力機(jī)損壞。因此，在風(fēng)力機(jī)的設(shè)計(jì)中必須考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性和在外載作用下的動(dòng)力響應(yīng)，主要有①風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)彈性穩(wěn)定性和動(dòng)力響應(yīng)②風(fēng)力機(jī)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)③風(fēng)力機(jī)控制系統(tǒng)（包括偏航系統(tǒng)和變漿距系統(tǒng)等）的穩(wěn)定性和動(dòng)力響應(yīng)④風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)的振動(dòng)。
　　3.1風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)彈性現(xiàn)象
　　1．風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)彈性穩(wěn)定性問題
　　2．風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)振動(dòng)和穩(wěn)定性問題
　　3.2風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)彈性分析
　　目的是保證風(fēng)力機(jī)在運(yùn)行過程中不出現(xiàn)氣動(dòng)彈性不穩(wěn)定。主要的方法是特征值法和能量法。特征值法是在求解彈性力學(xué)的基本方程中，考慮作用在風(fēng)力機(jī)葉片上的非定常空氣動(dòng)力，建立離散的描述風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)彈性運(yùn)動(dòng)的微分方程。采用Floquet理論求解，最后穩(wěn)定性判別歸結(jié)為狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的特征值計(jì)算。
     1. 風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)彈性模型
     1）結(jié)構(gòu)模型
     2）空氣動(dòng)力模型
     2．風(fēng)力機(jī)動(dòng)力學(xué)方程
        風(fēng)力機(jī)動(dòng)力學(xué)方程建立時(shí)，將風(fēng)力機(jī)分為葉片、機(jī)艙和塔架三部分進(jìn)行建模。由于風(fēng)力機(jī)運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性，可在非慣性坐標(biāo)系中建立風(fēng)力機(jī)動(dòng)力學(xué)方程。
     3．風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)彈性動(dòng)力響應(yīng)分析
     4．風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)彈性穩(wěn)定性分析
        風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)彈性穩(wěn)定性分析是在求解穩(wěn)態(tài)動(dòng)力響應(yīng)之后進(jìn)行的，并假設(shè)系統(tǒng)相對(duì)于穩(wěn)態(tài)動(dòng)力響應(yīng)解具有小擾動(dòng)。系統(tǒng)初始攝動(dòng)時(shí)間為零，并假設(shè)系統(tǒng)在彈性力慣性力和空氣動(dòng)力載荷的相互作用下自由運(yùn)動(dòng)。因此，可以將風(fēng)輪/機(jī)艙/塔架耦合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程的解表示為穩(wěn)態(tài)解和增量解。

　　四．風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力試驗(yàn)
　　作為風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)和研究的重要環(huán)節(jié)，除在風(fēng)洞中進(jìn)行試驗(yàn)外， 還可以在風(fēng)電場中進(jìn)行試驗(yàn)。
　　4.1風(fēng)洞試驗(yàn)
　　1． 風(fēng)洞試驗(yàn)要求
　　1） 流場模擬
　　2） 模型模擬
　　風(fēng)機(jī)模型風(fēng)洞試驗(yàn)時(shí)，風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪模型要求滿足下列相似準(zhǔn)則。
　　1.幾何相似
　　2.運(yùn)動(dòng)相似
　　 3.動(dòng)力相似
　　2．風(fēng)洞試驗(yàn)項(xiàng)目
　　①風(fēng)機(jī)風(fēng)輪性能試驗(yàn)
　　目的是測量風(fēng)輪功率系數(shù)、風(fēng)輪軸向力（推力）系數(shù)和風(fēng)輪轉(zhuǎn)矩系數(shù)隨風(fēng)輪葉尖速比的變化曲線。在不同風(fēng)速和不同偏航角下測出風(fēng)輪轉(zhuǎn)矩M、風(fēng)輪軸向力（推力）T和風(fēng)輪轉(zhuǎn)速n后，就能得到風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪的功率特性、軸向力特性和轉(zhuǎn)矩特性。風(fēng)輪轉(zhuǎn)矩M和風(fēng)輪軸向力（推力）T可以用測力傳感器或應(yīng)變天平進(jìn)行測量，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速n可以用測速儀或測速傳感器進(jìn)行測量。
風(fēng)洞試驗(yàn)時(shí)， 為了得到準(zhǔn)確的結(jié)果，要對(duì)風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行洞壁干擾修正，主要是阻塞效應(yīng)的修正。可以采用壁壓信息矩陣法。
　　② 風(fēng)機(jī)風(fēng)輪載荷試驗(yàn)
　　目的主要是測量葉片根部處揮舞方向和擺振方向的彎矩以及作用在風(fēng)輪上的空氣動(dòng)力和力矩。葉片根部彎矩可以用一臺(tái)位于葉片和輪轂之間的二分量應(yīng)變天平進(jìn)行測量；葉片根部彎矩隨葉片方位角變化， 還要用角度傳感器同步測量葉片的方位角。風(fēng)輪上的空氣動(dòng)力和力矩可以用一臺(tái)位于風(fēng)輪模型底座和塔架之間的六分量應(yīng)變天平進(jìn)行測量。