垂直轴风机功率增强的翼型与阵列优化

针对H型垂直轴风机(Vertical Axis Wind Turbine,VAWT),通过计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)模拟,将翼型设计与涡轮阵列相关联,对比分析多种翼型及不同阵列条件下VAWT的转矩系数C_(m)、功率系数C_(P)和平均功率参数Ω。结果表明:与对称翼型相比,非对称翼型在高叶尖速比下功率系数较小,弯度效应可显著增大翼型在下风区的功率系数;在风场阵列中,三涡轮阵列优化后下风区涡轮功率显著提升,单涡轮功率可提升40%,风场整体功率提升约20%;针对海上牧场结构平面提出五涡轮阵列,优化后风场整体效率提升65%,单涡轮性能提升可达100%。研究成果对于提高深远海网箱系统功能与设计具有推动意义。