本文以10KW小型定桨距风力机为研究对象,利用Fluent流体计算软件,对风力机专用翼型及风轮的气动特性进行了数值模拟研究。主要完成了以下几方面的工作：分别选用S-A.RNGκ-ε、κ-ωSST三种湍流模型对S827、S832翼型的绕流流动进行了数值计算,通过与实验数据的对比,研究了不同湍流模型对风力机翼型气动性能的预测能力,以确定适合于本文流动问题的湍流模型。采用数值模拟方法分析了NACA和NREL两个系列的五种风力机翼型的气动特性,结果表明：针对S系列翼型,翼型弯度相近时,随着翼型厚度的增大,对应同一攻角的翼型升力系数有所提高,同时翼型上下面的压差阻力也增大,使得翼型的升阻比有所降低,但与薄翼型相比,较厚翼型的最佳升阻比攻角范围较宽；在适当攻角范围内,增加翼型弯度,可以提高翼型的升力系数及升阻比,使得翼型具有较宽的高升阻比范围,但是超过一定攻角范围时,翼型弯度较大的却容易发生流动分离,翼型气动性能下降；NREL风力机专用翼型较传统翼型更能满足气动性能的要求,并且翼型具有较高的能量转换效率。基于Wilson理论进行了10KW小型定桨距风力机叶片的气动设计,考虑了叶尖损失、叶根损失以及轴向、周向干扰因子对叶片最佳性能的影响,基于Pro/E三维造型软件实现了风力机叶片三维模型的参数化建模,构建了风力机叶片及整个风轮三维实体模型,大大提高了风轮设计与造型的效率和精度。最后,在额定工况和十五个非额定工况下对风轮流场进行了数值模拟,计算出不同风速下风力机的功率和效率,验证了本文所采用优化设计方法和数值模拟方法的有效性、可靠性；并对额定工况下风轮叶片的压力和速度分布进行了分析,探讨了三维旋转效应对流动特性的影响。