刘汉代，张 飘，魏兆铭，白捧月，张克义，万文峰

(东华理工大学 新能源工艺及装备工程技术研究中心，江西 南昌 330013)

0 引言

由于化石能源的消耗和日益严峻的环境问题，人类早已开始寻求和开发可替代的新能源，例如，太阳能、风能、水能、生物质能和核能等。其中风能作为一种常见的、便于开发的能源，受到人们的广泛关注和研究。作为开发风能的主要装备，风力发电机按结构特点可分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。其中，垂直轴风力发电机按驱动力又可分为升力型垂直轴风力发电机、阻力型垂直轴发电机和升阻混合型垂直轴发电机[1]。阻力型垂直轴发电机具有启动力矩较大的特点，特别适用于低风速地区[2]。

为了分析和提高阻力型风力机的风能利用率，研究者们对阻力型垂直轴风力发电机进行了大量的数值计算和实验研究。李宇声等[3]对风轮半径为2 m的5叶片阻力型风力机进行了数值分析与优化，得到最优参数的阻力型风力机的最大功率为24.3%；孙瑞等[4]对阻力型垂直轴风力机进行了数值模拟和实验验证，验证了某种数值模拟方法的正确性，并揭示了不同湍流模型在不同风速下对数值计算结果的影响。阻力型叶片形状、数量、安装角度等均是阻力型风力机的主要影响参数，宋磊等[5]设计研究了一种仿鱼脊翼型垂直轴风力机，对该仿鱼脊翼型垂直轴风力机进行了三维性能的研究。也有学者将阻力型风力机与升力型风力机组合而形成升阻复合型风力机，其研究表明阻力型风力机在复合型风力机中能发挥其启动力矩大的优点[6]。……