叶片是风力机最为核心的部件,叶片的气动外形会影响其气动性能,从而影响风力机发电效率。近年来,叶片气动外形不断优化,具有良好气动性能的波浪前缘叶片逐渐被利用。但是,传统波浪前缘叶片波谷位置气流由于扰动作用而率先发生流动分离,使波浪前缘叶片气动性能提升较少;同时,传统波浪前缘叶片也存在着结构稳定性不佳、叶片刚性较差等问题。因此,本文提出了一种加柱波浪前缘叶片,即在传统波浪前缘叶片相邻的两个波峰之间加装微小圆柱。本文首先利用Solid Works软件对传统波浪前缘叶片和加柱波浪前缘叶片进行三维建模,包括叶片坐标变换,波浪前缘参数选取以及微小圆柱参数选定等;然后利用CFD中的FLUENT软件对传统波浪前缘叶片和加柱波浪前缘叶片进行数值模拟,选用k-?湍流模型和大涡模拟湍流模型对比分析二者的气动性能与外部流场特性等在不同攻角下的变化情况。其次,利用ANSYS中的静力学模块进行叶片表面应力分析,分析在震颤情况下的叶片稳定性以及叶根处受力情况;最后,利用LSSVM算法建立叶片气动性能数据计算模型,然后利用PSO算法对微小圆柱直径与布置位置进行参数优化,确定出最佳值。结果表明,微小圆柱的存在可以提高叶片升力,降低叶片阻力,从而提高叶片升阻比,提升叶片气动性能和空气动力效率;并且能推迟叶片波谷位置的流动分离,减小失速区域,改善叶片流动失速情况;同时可以使叶片抗震颤能力增强,叶根所受应力减小,使叶片不易折断,减少后期的维护、维修费用,从而达到降低风电成本,增加风力发电市场竞争力的目的。该论文有图47幅,表6个,参考文献64篇。