随着经济社会的发展,人们越来越意识到保护环境的重要性,国家也大力提倡发展可持续利用的新能源,风能、核能、太阳能等一批具有代表性的新能源受到了重视并得到了快速的发展,并且正在逐步替代传统能源来为人类服务。风能的利用主要是将风能转化为电能来进行利用,而风力机就是利用风能的主要设备,风力机又分为两大类,水平轴风力机和垂直轴风力机,相对于水平轴风力机来讲,由于流场的复杂性,垂直轴风力机发展相对滞后一些,但是近些年来,在国家对新能源的大力提倡之下,再反观水平轴风力机的研究相对较为成熟,而垂直轴风力机研究相对有些滞后,但是又具有噪声小,无需偏航装置,生产成本低等优点,垂直轴风力机便得到了快速的发展。在国内外风力机的研究中水平轴风力机加装叶尖小翼的研究相对比较成熟,而垂直轴风力机加装小翼的研究相对较少,本文将对H型垂直轴风力机加装后缘小翼进行研究。通过查阅文献可知,垂直轴风力机叶片产生叶尖涡的位置主要是距离叶端5%范围内。通过对这部分位置进行优化,可以在一定程度上抑制叶尖涡的产生,从而降低叶尖涡带来的损失,提高风轮的效率。本文将采用对H型垂直轴风力机叶片后缘位置加装小翼的方式来对风力机气动性能进行研究,研究中加装的后缘小翼采用两种形式,一种是根据叶片后缘的流线流动方向设计的流线型小翼,另一种是较常规的平板扇型小翼。每种小翼采用三种尺寸,从而对距离叶端部3.3%~10%的位置进行优化。分析加装后缘小翼的叶片相较于未加装的叶片的气动性能变化规律。实验采用CFD数值模拟技术与风洞实验相结合的方式对加装后缘小翼的垂直轴风力机进行分析。通过CFD数值模拟中对加装后缘小翼的叶片的转矩系数、输出功率以及切向力的分析中发现,加装后缘小翼后,叶片的输出特性较未加装小翼的叶片有所提升。不同转速下不同尺寸的小翼输出特性提升不同,输出功率最大可提升7%左右,转矩系数峰值最大可提升11.96%左右,切向力最大可提升15.21%左右,并且通过在风洞实验中对加装后缘小翼的叶片输出功率进行了验证,与数值仿真的结果相一致。在对加装后缘小翼的叶片流场的分析后发现,在尾迹速度场中可以验证垂直轴风力机叶片做功的位置主要为叶片中间部位,并且可以看出,加装后缘小翼的垂直轴风力机对于风能的吸收率有一定程度的提升,而在观察叶片后缘速度场时发现,加装小翼后,叶片后缘中间部位速度进行了提升,由伯努利原理可知,后缘速度提升,后缘压力降低,压差增大,从而叶片产生的升力提高。紧接着进行了单叶片在上风向做功区域内的压力分布分析,发现加装后缘小翼后,内外压差增大,并对叶片截面压力值进行了提取,发现叶片表面压力差值均有一定程度的提升,并且,加装后缘小翼后,压力差值最高可提升11.04%,并且发现加装后缘小翼对叶片表面的压力差值的影响效果由前缘至后缘逐渐增强,与速度场分析相符。随后对涡量场又进行了分析,发现加装后缘小翼后,叶片产生的叶尖涡与尾流涡的涡量较未加装小翼的叶片涡量相比有一定程度的降低。本文采用数值模拟计算并用风洞实验验证的方式,对加装后缘小翼的垂直轴风力机的输出特性以及速度场、压力场、涡量场等方面进行了分析,结果表明加装后缘小翼对垂直轴风力机的气动特性有一定的积极影响,对于垂直轴风力机气动性能的改善有一定的参考价值。