背景意义： 风能作为典型的清洁可再生能源，具有蕴藏量大、无污染、利用成本低且易于转化等优点，近年来受到了科学界许多人的重视[1]。

随着科学技术的发展，风力发电技术也日益成熟，近几十年，全球范围内的传统能源行业都看到了风力发电发电量的大幅度增长。

在条件良好的运行风场中，风力发电的成本已具有了与传统能源发电相比的成本优势[2]。

目前，风电是世界上增长速度最快的能源之一，在未来的发电结构中，相信风电也将逐步占取更多的的份额。

垂直轴风力发电机在20世纪20年代开始出现，但是垂直轴风力发电机在世界范围内却没有像水平轴风力发电机那样形成大规模的商业化，其最重要的原因是因为风能利用系数低[3]。

目前水平轴风力发电机在风电市场上占比很高，但是水平轴风力发电机结构复杂，成本较高且维护成本高[4]。

因为水平轴风机风轮功率与风轮直径呈正比，若想提高风机功率必须扩大风轮直径，直径增大必然导致风轮质量增大、风轮在旋转时的弯矩增大、对叶片结构性能的要求提高，使水平轴风力发电机进一步大型化发展受到制约[5]。

今年来越来越多的风电专家将目光投向垂直轴风力发电机，垂直轴风机具有扫掠面积大，质量轻，惯量小，结构简单等优点[15]，相信垂直轴风力机在未来会有长足发展。

目前，国内外对垂直轴风力机性能研究方法主要分为以下几种: (1)叶素动量理论方法。

涵盖了三种模型[6]，一是单流管模型，分析流场时只研究一个流道，也就是用单一的平面去处理，忽略诱导速度的变化。