1、隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，世界能源需求一直呈增長(zhǎng)狀態(tài)，但能源總量畢竟有限，長(zhǎng)遠(yuǎn)下去能源的存儲(chǔ)必然不能滿足能源的需求，可見(jiàn)能源危機(jī)是我們亟待解決的問(wèn)題。鑒于我國(guó)當(dāng)前的能源結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀，大力發(fā)展清潔能源勢(shì)在必行。水平軸風(fēng)力機(jī)依靠較高的風(fēng)能利用系數(shù)，占據(jù)著風(fēng)能發(fā)電的主要市場(chǎng)地位，但是在低風(fēng)速下難以啟動(dòng)、在高風(fēng)速時(shí)葉片的抗壓能力不足成為制約水平軸風(fēng)力機(jī)發(fā)展的因素。與之相對(duì)的垂直軸風(fēng)力機(jī)，盡管風(fēng)能利用系數(shù)不高但是風(fēng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、啟動(dòng)性能好的優(yōu)點(diǎn)，受到人們

2、的關(guān)注。
　　文中對(duì)Savonius風(fēng)力機(jī)葉片的主要參數(shù)對(duì)風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能的影響開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬計(jì)算研究，從而對(duì)Savonius風(fēng)力機(jī)葉片參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先基于內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)B1/K2低速風(fēng)洞的實(shí)驗(yàn)條件，搭建葉片表面壓力風(fēng)洞測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，利用多點(diǎn)同步測(cè)壓技術(shù)，對(duì)多組葉片的不同旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行葉片表面壓力測(cè)試。所測(cè)葉片的特征參數(shù)除涉及原有的高徑比、重疊比等以外，又引入一種新的優(yōu)化參數(shù)彎度，該參數(shù)介于機(jī)翼理論的基礎(chǔ)下提出的，即將翼型中弧

3、線至弦線的最大垂直距離與弦線長(zhǎng)度的比值定義為彎度。依據(jù)測(cè)試結(jié)果得出重疊比、高徑比、彎度等對(duì)Savonius風(fēng)力機(jī)的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)彎度為0.3、0.4、0.5的三種測(cè)試葉片中，彎度為0.3的葉片性能較好；高徑比為2、3、4的三種測(cè)試葉片形式中，高徑比為4的葉片性能較突出；重疊比0.2、0.3、0.4的三種測(cè)試葉片中，重疊比為0.2的葉片性能較優(yōu)。
　　然后依據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論，引入數(shù)值模擬研究方法，對(duì)彎度參數(shù)的影響進(jìn)行細(xì)化分析。通過(guò)運(yùn)用計(jì)

4、算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)的方法，對(duì)彎度為0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5的六種不同葉片的Savonius風(fēng)力機(jī)進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。對(duì)數(shù)值模擬的扭矩結(jié)果進(jìn)行分析，得出彎度對(duì)于風(fēng)能利用系數(shù)的影響規(guī)律，將其擬合為一個(gè)多項(xiàng)式并取極值，發(fā)現(xiàn)在彎度為0.3614時(shí)Savonius風(fēng)力機(jī)具有最高的風(fēng)能利用系數(shù)。結(jié)合數(shù)值模擬中葉片附近速度場(chǎng)和壓力場(chǎng)分布情況，對(duì)彎度的影響機(jī)理進(jìn)行分析。分析得出減小彎度可以減少對(duì)氣流的阻礙作用，使得葉片的