王治云，李 猛，杨 茉

(上海理工大学 能源与动力工程学院，上海 200093)

为了合理利用丰富的风能资源，各种结构类型的风力机被提出来[1]。与水平轴风力机相比，垂直轴风力机据有很多潜在的优势。垂直轴风力机可进一步被分成二个不同的类型，升力型和阻力型[2]。相对于垂直轴升力型，垂直轴阻力型风力机还具有更优良的性能，比如更低的气动噪声；在低风速状态下的高扭矩；能抵御更极端的风。但是较低的风能利用率是后者最大的短板，这也是限制垂直轴风力机应用的一个重要原因[3-4]。

近年来，国内外已经在垂直轴阻力型风力机的数值模拟研究和实验研究方面取得了较大的进展[5]。Alam等人[6]设计了一种Savonius风轮在上，直线翼垂直轴风力机在下的组合型风力机。Chong等人[7]设计了一种安装在垂直轴风力机周围挡风板性质的聚风装置。曲建俊等人设计了一种活固叶片的升阻复合型垂直轴风力机。

本文对某型垂直轴阻力型风力机在不同风叶数、不同导流叶片数和不同尖速比下的工作流场进行了数值模拟，检测了压力场与速度场，得出了不同情况下该风机的工作性能，并得到了该型风力机效率最高时对应的风叶数和导流叶片数的组合。

1 计算模型和计算方法

1.1 计算模型和网格划分

图1 二维风力机计算模型

图2 计算区域示意

1.2 计算方法

在涉及垂直轴风力机CFD模拟的研究中，学者多采用SST k-ω湍流模型及其衍生模型计算，本研究亦采用SST k-ω湍流模型。……