谢 晶，王亚军，罗秉东，宋宁亮

（1.贵州师范大学物理与电子科学学院，贵阳 550001；2.厦门大学物理与机电工程学院，厦门 361005）

阻力型（Savonius）垂直轴风力机主要依靠面对来风方向的凹凸叶片上产生的阻力差驱动风轮旋转，因此转速慢、风能利用效率低（最大风能利用系数CP，max一般只能达到0.2左右［1］），但是它具有较大的启动转矩，可以在任意风速下运行，充分地利用升力型（Darrieus）垂直轴风力机或者水平轴风力机不能利用的风能资源，风力发电的总体效率得到了补偿，而且Savonius型风电机组结构简单、制作容易，特别是电机部分可以安装在建筑物或其他物体的表面，日常维护处理相当简单，作为一种小型风力发电机组可以应用于风力资源丰富地区的民宅的小型风力发电，城市公共照明及景区夜景工程的离网供电，具有很好的开发意义和发展前景。本文将以输出功率100 W带导风帘的Savonius型风力机为例，给出一个Savonius风力机的最佳结构方案，然后运用流体工程模拟软件Fluent对未安装导风帘和安装不同长度导风帘的Savonius型风力机周围的流场进行模拟计算，通过模拟结果比较无导风帘和不同长度导风帘的效果。

1 结构设计

Savonius型风力机的性能和效率与结构有关，优化选择叶片数目、高径比和折叠率对于提高Savonius型风力机的性能和效率非常重要。

1）叶片数目 Savonius型风力机可以采用两支叶片或者三支叶片，其中三支叶片结构的风机在运行中，当风吹向叶轮时，前一支桨叶上的气流会反弹到后一支桨叶上产生反方向的旋转，不利于充分利用风力的能量［2－3］，所以本文选用两叶片结构的Savonius型风力机。……