文献综述
1、垂直轴风力机研究现状
风力机可分为两类：水平轴风力机和垂直轴风力机。相对于水平轴风力机而言，垂直轴风力机具有以下优点：起动风速低、风能利用率高；任何方向的风都可以发电，不择风向，不需对风，节省了对风选向装置，使结构设计简单化；塔架较矮，且发电机传动、减速制动等装置，都在机组下方，安装、维修方便；造价成本较低；强、大风时，减速、停机操作容易，效果较好；叶片形状可塑变化性强，可做成各种形状；其叶片主要是以简支梁或多跨连续梁的力学模型架设在风力机的转子上的，这不但有利于降低对于风力机材质的要求，事实上对于风力机的使用寿命大有帮助；面积能适当增大，以备作其他功能用。因此，垂直轴风力机成为风力机市场发展的一个主要方向。
目前垂直轴风力机可分为三个主要类型。一类是是利用空气动力的阻力做功，典型的结构是S型风轮，它由两个轴线错开的半圆柱形组成，其优点是起动转矩较大，缺点是由于围绕着风轮产生不对称气流，从而对它产生侧向推力。对于较大型的风力机，由于受偏转与极限应力的限制,采用这种结构形式是比较困难的。另一类是利用翼型的升力做功,最典型的是达里厄(Darrieus)型风力机。达里厄式风轮是法国G.J.M达里厄于19世纪30年代发明的，在20世纪70年代，加拿大国家科学研究院对此进行了大量的研究，现在是水平轴风力发电机的主要竞争者。达里厄式风轮是一种升力装置，弯曲叶片的剖面是翼型，它的启动力矩低，但尖速比可以很高，对于给定的风轮重量和成本，有较高的功率输出．达里厄风力机有多种形式，Phi;型、H型、Y型和菱形。基本上是直叶片和弯叶片两种，以H型、Phi;型风轮为典型。H型风轮结构简单，但这种结构造成的离心力使叶片在其连接点处产生严重的弯曲应力，另外，直叶片需要采用横杆或拉索支撑，这些支撑将产生气动阻力，降低效率；Phi;型风轮看起来像是个巨型打蛋器,所采用的弯叶片只承受张力，不承受离心力荷载，从而使弯曲应力减至最小。由于材料所承受的张力比弯曲应力要强，所以对于相同的总强度，Phi;型叶片比较轻，且比直叶片可以以更高的速度运行。再一类是马格努斯效应风轮，它由自旋的圆柱体组成，当它在气流中工作时，产生的移动力是由于马格努斯效应引起的，其大小与风速成正比。
2、研究意义及价值
为了减小能源危机的影响，世界各国近几十年来对风能、太阳能、核能、生物质能、潮汐能及地热能等新能源进行了研究。目前，风能的利用在技术上最成熟，具有同燃油、 燃煤、核电等发电技术相竞争的经济性。而且，单机容量从最初的数十千瓦级发展到现在的兆瓦级机组，功率控制方式从定桨距失速控制向全桨叶变距变速控制的方向发展，商业化风电场已形成了相当的规模和经济效益。在技术上全球风电资源是整个世界预期电力需求的2倍,只要利用地球上50%的风电资源就能满足全球能源需求。
我国作为一个风能大国，风能资源丰富，风能储量大，分布面广，可开发利用的风能储量为10亿千瓦，这些资源主要分布在我国的东南沿海、内蒙古、新疆和甘肃一带。到2012年，我国风电总装机容量已超过了5258万千瓦，网风力发电将近5026万千瓦，成为世界第一的风电大国。我国风力发电的巨大潜力带动了国内风电设备的大发展，但是目前在风电设备市场，外资企业产品占据了大半江山，主要原因是尽管国产风机自主创新取得一定进展，但市场认可度仍然偏低,生产能力有待提升。因此，逐步掌握核心技术，是风电设备行业发展的关键，以此来实现风电机组基本国产化，以国产化降低风电建设成本，是我国大规模发展风电的必由之路。
3、参考文献
[1] Noor A. Ahmed,K.J. Netto. Computer Aided Design and Manufacture of a Novel Vertical Axis Wind Turbine Rotor with Winglet[J]. Applied Mechanics and Materials,2014,3343(607).
[2] 李文升.垂直轴风力机发展现状[J]. 今日科苑, 2010, (18).
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