能源资源匮乏和环境污染问题已经随着全球经济的发展而变得越来越突出,以风能为代表的可再生能源快速发展逐渐成为解决这些问题的重要手段。风机将风能转化为机械能的过程会造成尾流风速下降和湍流度升高,为了充分利用风电场的空间,下游风机不可避免会处于上游风机的尾流区域,造成风电场的发电功率损失和风机疲劳损伤。因此对多风机尾流效应进行研究具有非常重要的意义。进行风电场的布局优化是降低风电场尾流效应的前期最有效方法,目前广泛采用工程尾流模型来进行此项工作,但是现有叠加模型无法考虑尾流湍流度的升高,会影响模型的计算准确度。本文重点围绕多风机尾流数值模拟、建立多风机尾流湍流度模型、分析及改进现有风速叠加模型等方面进行了相关工作:（1）介绍了以叶素动量理论等风机空气动力学原理为基础的致动线方法和大涡模拟的基本理论,采用致动线模型和大涡模拟对串列双风机尾流进行了数值模拟,并参考经典文献对模拟的结果进行了验证,证明了本文采用的数值模拟方法的准确度。然后通过单风机尾流数值模拟的数据比选确定精度最高的单风机尾流模型,以进行多风机尾流模型研究。（2）采用致动线模型和大涡模拟对串列四风机尾流进行了数值模拟,探究来流风速、湍流度和风机间距对多风机尾流叠加效应的影响,分析了不同因素影响下的下游风机尾流风速和湍流度稳定速度,下游风机尾流可以认为从第2台风机开始便进入稳定状态,来流湍流度越高、间距越大下游各台风机尾流之间重合度越高,并且可以看出多风机尾流风速和湍流度的分布规律具有类似的特点,这为湍流度模型提出提供了重要参考。（3）采用计算实例分析了考虑尾流湍流度升高对尾流叠加模型准确度的重要性,接下来根据风速叠加模型提出具有相似表达式的尾流湍流度叠加模型,并对多种湍流度叠加模型进行了筛选和验证,分析了新提出的线性湍流度叠加模型的准确度。（4）组合线性湍流度叠加模型与现有的风速叠加模型,可以消除风速叠加模型无法考虑尾流湍流度升高导致的误差来源,此时尾流风速的计算结果则主要与风速叠加模型自身相关,进而通过与数值模拟结果对比,可以分析现有叠加风速模型的准确度和分布规律,针对存在的不足,提出了指数型风速叠加模型,模型常数与风机间距相关,进一步提高了工程尾流模型的适用性。（5）最后将现有模型以及新提出的指数型风速叠加模型和线性湍流度叠加模型实际应用在Lillgrund风场中,与实测数据和大涡模拟结果进行对比,证明指数风速叠加模型相对于现有四种风速叠加模型具有更高精度,线性湍流度叠加模型也具有较高准确度,从而验证了指数风速叠加模型和线性湍流度叠加模型应用在其他风场的通用性和准确性。