Savonius风力机具有结构简单,不易受风向影响、相对其它风力机来说启动性能较佳等优点,但风能利用率偏低,成为了限制其发展的主要原因。同时,在某些方位角下静态力矩系数偏低,也影响了风力机启动特性发挥。为了提高Savonius风力机的输出功率性能和静态启动力矩特性,本研究设计了一种折线形导流板,可以安装在Savonius风力机风轮的外部,用以更好地引入来流,改善风轮周围流场,提高风力机的整体性能。通过数值计算和风洞试验的方法对折线形导流的三个主要结构参数进行了研究,包括导流板数量、导流板与风力机距离,导流板与来流夹角。另外,在导流板研究之前,本研究首先对Savonius风力机的重叠比进行了研究,利用数值模拟的方法计算了具有三种典型重叠比的Savonius风力机静态启动力矩,还通过PIV可视化试验的手段获得了风轮周围的流动情况,并与数值计算结果进行了对比分析。主要研究内容如下:(1)选取了三种重叠比,分别为:0,0.2,0.5,利用数值计算方法研究具有三种重叠比Savonius风力机的静态启动力矩。通过PIV可视化试验的方法测试了在35°、90°和165°方位角下的风轮周围流场,并与数值计算结果进行了对比分析。(2)设计了一种折线形导流板,对导流板的参数进行了定义,并选取了导流板数量、导流板与风力机距离,导流板与来流夹角三个主要参数进行研究。借助正交设计方法得到9组参数配置方案,以最大平均静态力矩系数为目标,利用数值计算的方法对风力机的静态力矩进行了研究,获得了一组较优的导流板结构参数,进行了风洞试验,与数值计算结果进行了对比分析。(3)针对所获得的较优导流板结构参数,利用数值计算和风洞试验相结合的手段,对在三种风速下的风力机输出功率特性进行了研究。对在一个旋转周期内的动态力矩特性也进行了计算,分析了风轮周围的流动情况。通过上述研究,在本研究的条件下获得的主要结论如下:(1)重叠比对Savonius风力机的静态力矩特具有显著影响。相对重叠比为0和0.5的情况,重叠比为0.2时,风力机具有较好的力矩系数。通过分析计算和试验所获流场发现,重叠比的存在可以有效消除风力机风轮内部涡旋,减少能量消耗,提升力矩系数。(2)折线形导流板在整体上可以提高Savonius风力机的静态力矩特性。在大多数方位角下,导流板改善了风力机在静止状态下的来流入流情况。获得了一组较优的导流板参数:导流板数量为4个,导流板与来流夹角为15°,导流板与风力机距离为46 mm,其平均静力距系数较无导流板风力机提高了45.9%。(3)对于输出功率特性,具有较优导流板参数的Savonius风力机的风能利用率较无导流板风力机有一定的提升,且随着风速的增加改善效果更加显著。导流板也改善了风力机风轮周围动态流场,在大多数方位角下的动态力矩也有不同程度的提升。通过本研究获得的结果,可以为Savonius风力机性能的整体改善研究提供参考和借鉴,为导流型Savonius风力机的研究提供新的思路。