由于风力机运行过程中对来流动能的吸收,其下游风速降低,湍流强度增加,这种现象被称为尾流效应。尾流效应会造成风电场发电功率的降低以及叶片载荷的上升,因此对尾流效应进行深入研究有利于风电场的选址工作和安全有效的运行。相对于传统线性方法计算尾流流场精度不足的问题,非线性的CFD方法有较高的精度并可以很好的捕捉复杂的流动状况。实际风电场范围较大,而风力机的尺寸较小,这增加了网格分辨率的跨度,也加大了计算量。因此选用能够平衡计算时间和精度的RANS方法,工程上常用的k-ε湍流模型和致动盘方法对单台和多台风力机尾流流场进行计算。对标准k-ε湍流模型进行改进,以适应单台和多台风力机尾流的模拟。针对标准k-ε湍流模型计算风力机尾流时,速度恢复过快的问题,同时增加湍动能源项和耗散率源项,并使耗散率源项参数沿径向呈抛物线分布,从而提高单台风力机模拟精度。针对固定源项不能考虑来流条件变化的问题,提出了可变源项方法,使之可以适应来流条件的变化,从而高多台风力机模拟的精度。以平坦地形为研究对象,讨论了边界条件、湍流模型参数和网格变化对流场的影响。风力机处于大气边界层流场内,准确的模拟大气边界层流场是提高风力机尾流模拟精度的保证。通过对三种来流边界条件和四组湍流模型参数进行讨论,确定了使来流具有自保持性的边界条件和湍流模型参数。对网格划分方式进行了讨论,发现垂直方向第一层网格高度及其递增比例对计算影响较小。以单台风力机尾流为研究对象,采用改进k-ε湍流模型进行了计算。通过网格无关性验证,确定了采用致动盘方法时的网格划分方式。在多种来流条件和运行工况下,对Nibe-B、Dawin、Sexbierum和GH四种风力机的尾流流场进行计算,结果表明,改进的k-ε湍流模型的计算误差低于同类k-ε湍流模型和一种kk-ω SST湍流模型约0.6%～5.25%,接近于LES方法。随后定性分析了两台风力机在串列和错列排布方式下,尾流流场速度和湍动能的变化特点。以多台风力机尾流为研究对象,采用可变源项方法进行了计算。通过讨论致动盘厚度和流向网格递增比例变化对网格数量的影响,确定了多台风力机模拟时,流向网格的划分方式。针对下游风力机无法确定来流的问题,提出了在复杂尾流条件下,以致动盘处平均速度为基础,依照功率曲线反推来流风速的方法。采用可变源项方法对Horns Rev以及Lillgrund海上风电场进行了计算,结果表明,提出的方法可以准确计算下游风力机的来流,可变源项方法的计算误差低于同类k-ε湍流模型0.49%～3.55%。与LES模型结果平均误差范围相近。