1. 垂直轴发电机 垂直轴风力机按照工作原理的不同可以分为升力型风力机与阻力型风力机，阻力风力机是早期人类经常使用的一种结构比较简单的风力机，风轮靠叶片产生的阻力工作。

最早的升力型垂直轴发电机（达里厄风力机）是由法国工程师G.J.M.Darrieus在1931[1]年发明的，其工作原理是依靠翼型产生的升力工作。

目前比较常见的升力型垂直轴风力机主要有两只，一种是Φ型风轮和H型风轮，如图1，由于升力型风轮克服了阻力型风轮的一些缺点，具有较高的风能利用率，目前在一些场合得到了大量的应用。

图1. 升力型风轮结构 2. 垂直轴风力机现状 达里厄风力机于1931年被发明之后的十几年中，包括美国、加拿大在内的多个国家都在此基础上进行了大量的研究，总的来讲，垂直轴风力机技术从20世纪70年代开始有了较快的发展，并逐步形成商业化生产。

目前已经建成的最大的垂直轴风力机的额定功率达到4MW并实现了商业化。

最近几年，受到风电市场快速发展的影响以及对于环境保护的重视，国外的垂直轴风力发电机组得到了快速的发展，特别是围绕城市周围兴建了大量的垂直轴风力发电机组，另外在一些特殊的场合也促进了该种发电机组的发展。

垂直轴风力机于水平轴风力机在来流风速的作用下气动特性是不一样的，水平轴风轮的叶片在来流风速和转子转速一定的情况下，叶片攻角是一定的。

而垂直轴风轮在来流风速和转子转速一定的情况下，叶片的功角随着风轮的转动时刻在发生变化，这就造成垂直轴风轮的气动特性要比水平轴风轮的复杂的多，适用于水平轴式风轮的理论分析模型并不能照搬到垂直轴风轮上[2]。

由于水平轴风力机风轮与垂直轴风力机风轮的结构不同，所以这两种风轮在工作过程中的空气动力特性是存在差异的，垂直轴风力机叶片会不断的流过其他叶片的下游区域，由于气流在流过叶片后会变的紊乱，这对后方的叶片性能造成一定的影响；另外安装在叶片之间的支撑杆也会加剧风轮内部气流流动的恶劣程度，而水平轴风力机的叶片之间的干扰就小很多，因此总的来说，垂直轴风力机的气动特性要比水平轴风力机复杂，两种风轮的研究方法也存在差异，关于垂直轴风力机风轮的早期理论研究可以参考文献[3,4]，这些是早期关于H型风力机的理论研究论文等，文献[5]中对垂直轴风力机风轮的设计进行了研究。

在许多之前的研究中，专家分析了低叶尖速比时失速对H型垂直轴风力机空气动力特性和发电性能的影响。