随着环境污染的日益严峻以及化石燃料的逐渐枯竭,风能发电越来越受到研究学者们的广泛关注。作为风能转换的关键部件,叶片外形设计的好坏直接影响着风力机的运行情况。为此,本文基于遗传优化算法搭建风力机叶片优化设计平台;采用该平台对5 MW大型水平轴风力机进行叶片设计,在此过程中,对不同优化目标及优化变量对叶片设计结果的影响进行分析;对综合性能优越的叶片进行工程简化处理,并对简化结果进行结构载荷分析。具体研究内容包括:(1)基于遗传优化算法,利用Matlab软件对FAST开源系统进行二次开发,搭建风力机叶片优化设计平台,并利用20 k W风力机模型进行该设计平台的可行性验证;(2)采用本文的叶片优化设计平台,对5 MW风力机进行优化设计,在该优化过程中,分别以叶片弦长、扭角径向分布、尖速比、叶片数量作为优化设计变量,以额定风速下功率系数最大及叶根处载荷最小为优化设计目标,计算得到不同的叶片几何结构,通过对比分析优化叶片的气动性能及结构特性,得出综合性能优良的优化设计模型及相应的叶片几何结构;(3)对5 MW风力机优化叶片进行工程简化处理,并通过对比分析得到最优的简化方案,并对该叶片的振动形式及载荷情况进行研究分析。