远海被视为风电行业的下一个主战场,但风机在海上环境中面临的条件与陆上相比更为恶劣,从而造成海上风电成本居高不下,大兆瓦风机以及漂浮式风机技术被视为降低海上风电成本的两个重要途径。针对未来远海风资源的开发,作者提出了一种新型漂浮式双转子垂直轴风机概念。与传统水平轴风机相比,垂直轴风机整体重心更低,结构也更为简单,而且也具备发展为更大兆瓦风机的潜力,但是风能利用率低这一固有问题成为阻碍垂直轴风机发展的主要原因之一。作者提出的双转子垂直轴方案将主要利用垂直轴风机之间存在的有益相互影响以及导流板来提高风机的风能利用率。本文主要对这种新型垂直轴风机概念的气动性能展开研究,主要研究内容如下:首先,通过CFD仿真初步探索适用于双转子垂直轴风机的导流板形式。利用二维CFD模拟研究双转子风机相对于单个风机的性能变化,然后在双转子风机基础上设计不同形式的“V”形导流板并对风机性能进行模拟,以探究导流板布置方式对风机性能的影响。通过初步研究发现当导流板布置在风机前方时能够最大程度的改善风机气动性能。其次,通过风洞试验进行风机性能测试,主要围绕安装导流板后双转子垂直轴风机的性能变化展开测试。在试验中首先检验双转子风机构型对风机性能的提升作用,然后测试安装了菱形导流板的风机性能,主要包括双转子垂直轴风机在两种不同旋向下的气动性能,以及导流板位置对风机性能的影响。通过研究发现双转子风机构型能够显著改善风机在中、高尖速比下的性能,而安装导流板后则能够改善风机在低尖速比下的性能。最后借助三维CFD模拟对风机在导流板影响下的性能变化进行研究。首先利用获得的风洞试验数据对计算模型进行验证,然后通过分析风机周围流场来揭示安装导流板后的风机在不同工况下的性能差异原因,主要包括尖速比、风机旋向以及导流板位置对风机性能的影响。通过研究发现,导流板主要通过遮蔽效应和加速效应来改变风机的性能,其中遮蔽效应能够改善叶片表面的失速情况,加速效应则能够增加叶片的局部攻角以及相对速度,进而提高风机的气动扭矩。风机距离导流板位置越近则对导流板上的泄涡抑制越明显,从而对风机的不利影响则越小。