大型风力机运行在复杂的环境中，受到各种非定常和耦合效应的作用，准确预测其性能难度很大。将气动结构等各学科结合起来，充分考虑其耦合效应，并将方法应用于风力机设计过程，对提高风力机性能计算准确性和设计水平，具有重要意义。本文根据风力机设计过程中的不同阶段，对气动与结构耦合模型的建立与求解方法，气动弹性的影响，以及在风力机设计中的运用等方面进行研究。针对风力机初始设计阶段，引入静气动弹性的影响，采用叶素-动量理论计算气动力，采用盒形梁理论计算结构变形，建立风力机叶片静气动弹性耦合方程。运用该方法进行了多种风速下叶片载荷及风轮性能的计算，分析弹性变形对叶片气动设计的影响，以及载荷重新分布对叶片结构设计的影响。针对风力机详细设计与校核阶段，本文考虑风力机实际运行过程中的动态情形，采用非定常叶素-动量理论计算气动载荷，考虑离心力影响计算挥舞/摆振耦合的旋转叶片动力特性，并引入气动阻尼效应，运用模态叠加法，建立叶片耦合动力学方程，并采用数值方法进行求解。在此基础上，运用有限元法建立了风力机全机结构动力学模型，并结合上述各方法，建立了风力机全机气动结构耦合系统方程。运用上述模型，本文分别进行了叶片与风力机在离心力作用下的动力特性计算，以及不同工况下动态载荷和主要部件气弹响应的计算，将计算结果与商用软件进行了分析比较，并分析了气动弹性对风力机性能与设计的多种影响。