为了研究几何参数对H型垂直轴风力机(H-VAWT)空气动力学性能的影响,以最大限度的提高其风能利用率,采用NACA0015翼型作为H-VAWT的叶片,利用CFD数值模拟方法来预测H-VAWT在工作状态下的空气动力学特性,并通过与实验结果对比来验证CFD数值模拟结果的准确性与可信度。研究结果表明叶片安装角度为-2°,叶片弦长在0.35m附近时,H-VAWT具有最优的空气动力学特性;H-VAWT在低转数运行下,3叶片且风力机半径为1.2m时,H-VAWT气动特性较好;H-VAWT在高转速运行下,2叶片且风力机半径为1.8m时,H-VAWT气动特性较好。此研究对H型垂直轴风力机叶片翼型气动外形优化设计提供参考依据,具有一定的工程应用价值。

风力发电机组的性能曲线是评价风能利用率的有效手段是风力发电机组控制系统设计的基本依据。为提高风力发电机组风能利用率在设计风力发电机组过程时需要对机组气动性能进行评估。利用GH-Bladed软件的稳态分析功能在动量理论模型的基础上对2MW风力发电机组进行稳态情况下的气动性能进行了研究。仿真结果确定了影响风力发电机组风能利用率的主要因素以及转矩、推力、转速等性能参数与轮毂风速的关系。研究结果表明前期的参数设计符合理论标准能够准确地描述该风力发电机组的运行特征可作为后续风力发电机组优化设计的理论基础。