风能作为一种取之不尽、用之不竭的新型能源具有良好的应用前景和开发潜力。我国的风能资源比较丰富，大力发展风电事业符合我国确立的可持续性发展的战略要求。水平轴风力机因其方便的维护和较高的风能捕捉效率在风电领域得到了广泛的应用，其气动特性对整个风力机的运行性能和使用寿命起着决定性作用。近年来，我国的风电产业正在兴起，针对风力机理论和应用的研究也逐步深入。在风力机的研制和开发过程中，还有许多理论问题没有解决，风轮的气动设计就是其中最重要也是最关键的问题之一。在风力机的运行中，静态失速、动态失速、动态负荷等这些与风力机气动密切相关的问题还没有得到很好的解决。本文的目的是通过对水平轴风力机的风轮前后流场的研究，提高对水平轴风力机流动的认识，为进一步研究风力机静态失速、动态失速等问题，建立计算模型提供基础数据。 实验测量是研究叶轮机械内部流场研究的重要方法之一。本文主要利用体积小巧的单斜丝热线通过多点采样技术和锁相平均技术获得三维速度。 本文的主要研究内容与研究成果如下： 1、设计、安装、调试了水平轴风力机模型的实验装置，包括风洞系统、模型水平轴风力机以及实验测量装置。解决了一些测量中所遇到的问题，比如叶片安装角的确定、热线探针初始位置角的确定和风轮转速的控制等。 2、利用五孔探针对风轮前后的周向平均速度进行了测量，详细探讨了本实验中所用到的五孔探针测量数据的求解方法，以及测量时所需注意的问题，并给出了风轮前后的静压和总压分布。 3、利用单斜丝探针采用六次旋转测量的方法测量风轮前后三维速度，并用MATLAB自行编制的程序对数据进行锁向平均以及最小二乘法处理，获得了这些位置上的三维速度的周向分布。采用单斜丝热线探针对风轮前后z/c=-10、-0.5、0.5、1.5和3.0五个轴向位置进行了测量。 4、在叶尖速比为0.5的条件下，用单斜丝热线测量了水平轴风力机前后流场，给出了轴向速度、周向速度和径向速度在风轮前后的分布情况，特别是叶片尾迹区内部的流动特点，着重分析了尾迹的基本结构以及在下游的发展过程。 5、采用尾迹半宽度和最大轴向速度亏损定量分析尾迹发展过程，由于沿下游尾迹不断和主流掺混使得半尾迹宽度增大，尾迹最大速度亏损变小，在z/c=3.0 处尾迹和主流基本掺混完全。 6、对叶尖速比分别为0.5、1.0、2.0和3.5时尾迹的半尾迹宽度和最大轴向速度亏损进行了比较。发现在r/R=0.4，z/c=0.5处，叶尖速比为1时半尾迹宽度最小，可以认为在该位置叶尖速比为1时，叶片附面层较薄，叶片流动损失较小。 通过以上的实验研究，获得风轮前后流动的基本结构，特别是尾迹内三维流动及其发展，为进一步实验和数值研究提供了实验数据。