现代社会中,能源枯竭、气候异常问题日益显著,严峻的环境问题促使人们开启了对新能源的探索。风能也因此受到了广泛的关注。垂直轴风机因其噪音低、性能高以及便于安装维护等优点在城市风环境风能利用中具有重要地位。垂直轴风机功率系数是衡量其气动性能的重要指标,故而本文主要采用功率系数来衡量气动性能。本文使用大涡模拟方法对湍流环境下的垂直轴双风机进行了数值模拟,通过对计算参数进行独立性验证选择了合适的计算参数水平,通过与实验数据对比证实数值模拟结果的可靠性。随后使用田口方法对垂直轴双风机进行了多参数优化。本文考虑了湍流强度（TI）、风向角（γ）、风机间距（S/D）、桨距角（β）以及高径比（H/D）五个参数,根据L16（4~5）五因素四水平正交表确定了16个工况。为分析各参数对垂直轴双风机气动性能的影响,本文利用极差分析方法获得了各参数对功率系数的影响程度,由大到小排序依次为:γ＞β＞TI＞S/D＞H/D。可见,湍流环境下风向角与桨距角是影响双风机功气动性能的重要参数。通过信噪比（S/N比）分析可知本研究范围内双风机最优工况为:TI=20%,γ=90°,S/D=3.5,β=-6°以及H/D=2.5。通过对最优最差工况计算结果进行分析发现,湍流环境下双风机中各风机气动性能差异性较大,且双风机对风向角变化极为敏感。针对以上结论,提出了两种方法以上所得的双风机最优工况气动性能进行进一步改善。其一是使双风机在不同的尖速比下运行,这一方法使得双风机功率系数相较于田口方法所得最优工况提升了5.11%。其二是使用导流板对风向加以引导,这一方法使得双风机的功率系数在不同尖速比组合最优工况的基础上提升了18.56%。可见,垂直轴双风机在不同尖速比下运行能够有效改善其气动性能,不仅如此,在此基础上增设导流板能够更显著的优化双风机气动性能。