能源是现代社会中国民经济的命脉，它是促进社会发展和提高人民生活水平的重要保障。随着全球经济的快速发展，石油等有限资源的消耗急剧增加，世界各国开始重视清洁型能源的开发利用，代表性的有太阳能、水能和风能等。其中风能凭借其清洁高效的优点进入了一个高速发展的阶段。风力发电机是将自然界的风能转换成机械能并获得电能的装置，在风电领域的研究主要集中在MW级风力机，而kW级风力机在实际应用中有着广泛的需求，因此有必要对kW级风力机进行深入研究。本文针对10kW风力发电机所处的工况，对该机型的结构设计、参数确定、整机流场特性和结构特性进行较深入的研究。论文主要完成了以下工作：确定选取机型为10kW直驱型水平轴风力发电机，通过研究该型风力发电机的基本结构，并结合风力发电机相关的设计技术和理论基础，对其主要参数进行设计，确定了最终的风力发电机结构和技术路线。借助Ansys Workbench平台中的Fluid Flow(CFX)模块对风力机整机所处流场的特性进行了数值模拟。在考虑机舱塔架和不考虑机舱塔架两种情况下对整机流场进行数值模拟，得出机舱和塔架在风力机工作中的影响；研究了风力机整机表面的风压分布情况，为其后续的结构应力应变分析提供指导。在Ansys Workbench中的Staic Structural模块对风力机整机进行静力学分析，研究了其结构上的应力分布情况及变形量，并对单个叶片的应力情况进行数值计算。在静力学分析的基础上对风力机叶片和整机进行了预应力下的模态分析。在Transient Structural模块对其进行瞬态动力学分析，对风力机整机流场与其自身结构变化之间相互影响做了研究。