机床与液压

作者：张鹏，朱金志，朱建阳

单位：武汉科技大学机械工程学院；武汉科技大学机械工程学院；武汉科技大学机械工程学院

关键词：垂直轴风力机;集群效应;Magnus原理;Savonius涡轮

基金：国家自然科学基金面上项目(51975429)

为改善现有垂直轴风力机的捕能性能，基于Magnus原理设计一种气动性能增强的Savonius集群风力机。该风力机的Savonius涡轮自转同时还可以公转，具有自动对风功能。通过数值计算方法，研究涡轮数量和涡轮旋向变化对集群风力机气动性能的影响，并与传统基于Naca0018翼型的垂直轴风力机进行了对比。结果表明：随着涡轮数量增加，集群风力机平均风能利用率增大，但相对于孤立涡轮，单个涡轮的输出功率会降低；改变涡轮旋向会影响集群风力机的运动状态，当集群风力机所有涡轮同向自转时，涡轮能够稳定公转，而当涡轮自转旋向不一致时，涡轮会在特定方位角下摆动；与常规基于Naca0018翼型的垂直轴风力机相比，当涡轮数量为3且涡轮逆时针旋转时，集群风力机产生的风能利用率可提升72.34%；当涡轮数量为4且其中一个涡轮顺时针旋转，其余涡轮逆时针旋转时，集群风力机产生的风能利用率可提升265.56%。

来源：2025年第9期

《机床与液压》期刊编辑部

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