随着世界经济的快速发展,全球消耗了大量不可再生的化石能源,造成了一系列环境与资源的问题,风能作为优秀的可再生能源开始被人类关注,开始研究并开发各式风力发电机,新兴的垂直轴风力发电机较之于传统的水平轴风力发电机有着明显的优缺点,目前水平轴风力机的研究已经取得了丰硕的成果,而作为新兴的垂直轴风力机,如何提高风力机的性能以及风机的结构是目前的研究重点。本文以加装了双层叶片的升力型垂直轴风力发电机为对象,对输出性能以及自启动性能进行研究。研究结果对于风力发电机的发展具有一定的现实意义及指导作用。本论文采用了实验与数值模拟结合的方法,分析风机尺寸和叶片尺寸对双层叶片风机性能的影响,对叶片间距以及桨距角的调整进行了实验,并使用FLUENT软件对不同尺寸的风机模型进行了模拟。主要内容包含以下三个方面:(1)实验方面搭建了小型风洞,加工了垂直轴风力发电机模型,设计了双层叶片安装距离装置以及改变叶片桨距角装置,进行了多组不同结构尺寸的风力机实验,得出了风机的输出性能与自启动性能,将实验结果与数值模拟结果进行对比,验证了数值模拟得出的部分结论正确性。(2)分析风机尺寸对双层叶片风机性能的影响,通过数值模拟发现,双层叶片风力机在低尖速比下输出功率远大于单层叶片风机;叶片间距对双层叶片风机的输出性能和自启动性能有明显的影响,叶片间距存在着临界值影响风机性能,随着叶片间距的减小,风机的输出功率降低,自启动性能增加;本文同时研究了风机的旋转半径对性能的影响,发现增加旋转半径可以提高输出功率且能够有效的拓宽风机的风能利用范围。(3)分析叶片尺寸对双层叶片风机性能的影响,通过数值模拟发现,增加叶片弦长会提高叶片间距的临界值并提高风机的最大功率;本文对双层叶片风机的定桨距角以及变桨距角控制做了研究,发现在定桨距角为1°～3°时双层叶片风机的输出功率最大提高了 7%,平均提高了 5%;进行变桨距控制时风机的输出性能在不同的尖速比下提高12%～36%。