小型垂直轴风力机应用日益广泛，其运行过程中会产生复杂的非定常流动，极易引发气流分离、旋涡脱落、动态失速等现象，导致风机气动效率下降，并加剧结构振动与疲劳损伤。本文构建不同叶尖速比及来流条件的叶片流场演变模型，分析流动结构演化规律与气动特性，辨识诱发叶尖涡扰动的关键因素。从翼型外形、结构参数、辅助装置、运行策略四个维度提出层次化优化方案，并完成多工况仿真与现场试验验证，为小型垂直轴风力机气动设计与流场调控提供参考，有效提升风电机组的风能捕获能力与运行稳定性。