热能动力工程

作者：谢龙君,黄浩达,岳敏楠,缪维跑,刘青松,李春

单位：上海理工大学 能源与动力工程学院,,上海理工大学 能源与动力工程学院,,上海理工大学 能源与动力工程学院,,上海理工大学 能源与动力工程学院,,上海理工大学 能源与动力工程学院,,上海理工大学 能源与动力工程学院,

关键词：垂直轴风力机;风场布局;计算流体动力学;气动性能;优化

基金：国家自然科学基金项目（面上项目，重点项目，重大项目）1.项目名称：漂浮式海上风力机仿生平台减载增稳机理研究，2. 项目名称：基于分形与仿生的海上风力机漂浮式平台新构型减震降载机理研究，3. 基于仿生与分形的海上风力机塔架新构型抗震防损机理研究

垂直轴风力机(VAWTs)集群布置可提高风场整体功率密度,且通过合理布局在有限占地面积下实现更高的功率输出并降低度电成本。本文以三叶片H型VAWT为研究对象,采用数值模拟并结合正交设计方法优化研究了两台相同VAWT在三维风场中交错、并联及串联三种布局下的流场特性、转矩系数及风场性能因子。结果表明：对于交错布局,来流与风轮轴心连线夹角、风轮间距及风轮旋转方向对气动性能有着不同程度的影响,并通过不同因素影响程度优化得出最优交错布局；当两风轮间距为特定值时,并联布局的性能因子高于交错布局；当风轮间距超过此特定值时,最优交错布局输出功率高于并联布局；串联布局会导致性能因子下降,从而降低VAWT的输出功率。

来源：2025年第5期

《热能动力工程》期刊编辑部

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