风力发电是通过风力机装置将风能转化为电能,因此如何设计一种高效、可靠的风力机是风力发电技术的关键。垂直轴风力机与水平轴风力机相比有其优势所在。本文以600W直叶片垂直轴风力机为研究对象,对NACA系列对称翼型及风轮简化二维模型和全三维模型进行了数值模拟。主要研究内容如下：首先,选用了k-ωSST和RNGk-ε两种湍流模型对NACA0012翼型进行了数值模拟,对比了不同湍流模型对气动模拟精度的影响,计算结果表明：k-wSST湍流模型模拟的升阻力系数比较准确。定常和非定常计算值相比较,非定常模拟的升阻力系数比较准确。其次,不考虑连杆、转轴以及叶尖损失的影响,把三维H型直叶片垂直轴风轮简化为二维风轮,采用滑移网格技术对该简化模型进行数值模拟。计算分析得出,对于同一风速,随着尾流远离风轮,尾流速度逐渐接近来流风速；对于不同风速,随着风速的增加,尾流扩散区的长度逐渐增加,尾流扩散中心的最小尾流值也在增加；功率随着风速的增加而增加,当达到额定风速时,功率值也趋近于额定功率,随着风速的继续增加,功率也有所增加。对于同一转速,随着尾流远离风轮,尾流速度逐渐接近来流风速；对比不同转速,随着转速的增加,尾流扩散区Y方向的长度逐渐增加；功率随着转速的增加而增加,当达到某一转速时,功率达到最大,随着转速的继续增加,功率则逐渐减小。风力机输出功率随转速先增加后减小,最大功率的位置五叶片较三叶片所对应的转速低。最后,基于N-S方程和k-ωSST湍流模型,采用非结构化网格,分别分析了三叶片和五叶片风轮在不同工况下的全三维非定常流动。数值模拟结果表明,采用滑移网格技术模拟非定常的全三维数值计算能较好的反映风轮旋转过程的流场,功率曲线及功率系数曲线的变化；无论是三叶片风轮还是五叶片风轮,全三维风轮数值模拟的功率、功率系数都要小于二维风轮数值模拟功率、功率系数值,主要是因为全三维模拟考虑了叶尖损失的影响；在风轮旋转的一周内,所处位置不同,尾流流场的分布稍有不同,但总体变化不明显；对本文模型而言,与实度相比较,叶尖损失对五叶片风轮的影响要大于三叶片风轮。