在可再生能源的开发过程中,风能受到了世界各国的关注。风能是一种实用、经济、清洁以及环境友好的可再生能源,风能作为一种可再生能源,可以为人类社会的发展提供可持续的能源基础。在未来能源使用与可再生能源利用,风电是非常重要的发展手段。风力发电技术是通过风能来转化为电能,其中风力发电机组是让风能通过特定的方法转换为电能的设备,也被称为风电机组。现代风电机组的转换效率可达到30-40%。当风力发电机组在运行时,其输出功率还没达到额定功率的过程中,风速的立方与风力发电机组的输出功率成正比,也就是说输出功率的增加倍数是风速的增加倍数的8倍,所以可以说风力发电的效率与风速息息相关。美国SheerWind能源公司开发的INVELOX风力发电系统,不需要安装涡轮机塔,主要采用管道式,可全方位收集气流,使用文丘里管来提高风速。INVELOX风力发电系统在风速为1m/s运行,6m/s达到额定功率,它可以利用传统风电机以前不可以利用的3.5m/s以下的风;能效转换率高,一般可达到60%-90%;INVELOX风力发电系统的安装对环境要求比较小,安装及维修方便,可以安装在工厂、花园等等,这种分散式发电大大减少对电网的冲击。同时,INVELOX风力发电系统也有存在不足之处,存在进口气流的溢出与出口气流受自然风的阻碍的现象。本文将对INVELOX风力发电系统的工作原理与系统组成中的锥管、导风板、漏斗管、文丘里管和扩散器的结构及其作用进行介绍。选择2.2 MW INVELOX风力发电系统为研究对象,使用Pro/E三维建模软件将其进行建模和装配。确定好流场分析前处理条件,包括流场方向的确定、单元类型的选择、边界条件的施加。结合有限元理论与计算流体动力学理论对其进行流场分析,找出进口气流的溢出与出口气流受自然风阻碍的原因,将其对进出口结构进行改进。接下来,改进的方案通过CFD来分析上述原因是否解决,使用平均输出功率来验证进出口结构改进后的方案的发电效果。然后选择进出口结构改进后的INVELOX风力发电系统为研究对象,通过CFD分析INVELOX风力发电系统中各部分参数对发电效果的影响,并提取出一组优化参数,最后通过平均输出功率来比较优化后的方案的发电效果。