随着现代风电机组叶片尺寸和柔性的不断变大,其质量、气动载荷和惯性载荷等也随之增加,柔性叶片在复杂载荷作用下发生较大的弹性变形与振动,会极大影响叶片的空气动力学性能以及运行稳定性。而后掠叶片作为一种新型的气动布局,由于其通过弯扭耦合实现降载的机制而受到学者们广泛关注。本文在后掠叶片气弹耦合响应数值分析的基础上,结合机械振动理论,研究大型后掠叶片的模态气动阻尼数值分析方法。研究工作为探究后掠叶片的降载增效和气弹失稳机理具有重要的理论意义和工程应用价值。以某5 MW风力机直叶片作参考,用二次曲线作积叠线设计后掠叶片。选择螺旋尾涡升力线理论建立叶片气动载荷分析模型,该模型具有较好的三维流场分析能力,适用于后掠叶片的三维流场分析;采用“超级单元”方法,将后掠叶片离散为由运动副(万向节、转动副)以及弹簧和阻尼器连接的多体系统,应用多体动力学理论,结合开发的升力线气动模型,建立了后掠叶片气弹耦合方程,并开发了相应的求解程序。通过与直叶片在稳态风况下的气弹耦合响应的对比,验证了建立的气弹耦合模型的有效性与准确性。针对风速随高度变化的特点,以及后掠叶片突出的几何非线性和弯扭耦合特性,开展叶片在风剪切作用下气弹耦合数值仿真,研究了后掠叶片弯扭耦合特性对叶片气动性能影响。得出了后掠叶片的扭转变形对气动性能和结构响应影响的定量结果。应用能量损失法研究后掠叶片的模态气动阻尼数值分析方法。通过模态分析提取叶片的固有频率和振型,计算各阶模态振动主坐标时域响应,根据气动阻尼力在一个转动周期所做的功等效为气动阻尼所消耗的能量,推导出模态气动阻尼计算公式并开发了相应的分析程序。应用开发的程序分析了后掠叶片的动态气弹耦合的模态阻尼,并与直叶片的结果进行了对比分析。本研究应用多体动力学理论并结合升力线气动模型,建立了后掠叶片气弹耦合模型,开发了相应的算法与仿真程序。采用模态分析和能量损失法,建立了基于叶片动态响应的模态气动阻尼分析方法。研究工作为大尺寸风力机后掠型叶片的模态分析和气弹失稳研究提出了可行的数值分析方法。