叶尖速度是风轮动力学特性的核心参数，定义为叶片尖端在旋转过程中形成的圆周线速度。该参数由叶轮转速（ω）与叶片长度（R）的乘积计算得出，并通过叶尖速比λ=ωR/V与风速（V）建立关联关系。在风力机设计中，叶尖速度直接影响风能利用系数（Cp）的最大化，当达到特定攻角条件下的最佳叶尖速比时，可实现风能转换效率的峰值。

叶尖速度表征风轮机械能转换过程中的关键运动参数，其数值等于旋转叶片最外端点（叶尖）的圆周线速度。该参数作为衡量风轮气动性能的基础指标，与风速共同构成叶尖速比的核心要素。

在流体力学层面，叶尖速度决定了风轮与气流的相互作用强度。过高的叶尖速度可能导致湍流损失加剧，而过低则可能无法充分提取风能。

标准计算公式为：${ ext{tip}} = rac{2πRω}{60}$$其中R为风轮半径（单位：米），ω为叶轮转速（单位：转/分钟）。通过无量纲参数叶尖速比：$$λ = rac{ΩR}{v_∞}$$可将叶尖速度与上游未受扰动的自由流风速v∞建立关联，式中Ω为风轮角速度（单位：弧度/秒）。

不同叶型的风轮具有特定的最佳λ值范围：

在风力机组设计阶段，叶尖速度是确定以下参数的核心依据：

实际工程案例表明，当λ处于4.5-6区间时，水平轴风力机的Cp值可达到0.45-0.48的理论最大值。某5MW机组的设计数据显示，额定工况下叶尖速度达85m/s时，对应的λ=7.2可维持Cp=0.42的转换效率。

通过贝兹理论推导可知：$式中η_{ ext{aero}}为气动效率，函数f(λ)表征叶尖速比对能量捕获的影响。实验数据验证，当λ偏离设计值时，Cp曲线呈现显著衰减，例如λ增加20%将导致Cp下降约12%。