由于当前国际能源紧缺以及风电站大规模建立,大型风场存在占地面积大,风力机间相互干扰严重等缺点。因此,如何充分、高效地开发利用风能资源及经济、合理减小风电场占地面积将成为今后值得关注的重要课题。风场中风力机布置以及由风力机之间尾流互扰,会造成的单机功率损失甚至影响整个风场风能利用效率及输出功率。本文运用Fluent对风力机叶片、整机以及双机组不同布置时的气动性能进行数值研究,具有重要的应用价值和理论意义。首先:利用FLUENT,采用分离隐式求解器,湍流模型选择SSTk ?ω模型,离散方式为二阶迎风格式,压力-速度耦合采用SIMPLEC。对1.2MW风力机旋转风轮流场进行了数值模拟。比较设计转速为18.44rpm工况下风轮与单叶片流场;三叶片风轮与相同叶片单叶片、双叶片以及四叶片的输出功率、湍动能。通过分析风轮旋转对叶片间流动的影响表明:旋转上游叶片在转动过程中会发生附着涡的脱落,下游叶片的流场环境发生变化,其对叶片转矩及输出功率影响很大。其次:着重介绍基础尾流理论以及一系列推导过程,结合尾流理论分别对单机尾流气动性能进行分析,通过比较单机风力机下风向流场分布和尾流模型计算结果,验证数值模拟合理性。之后对两台串列、并列及错列布置的风力机进行了数值模拟。比较各种布置方式的输出功率、流场分布,对风力机间相互影响及互扰损失进行分析。得出结论:单风力机流场呈发散状,由于风力机顺时针旋转,整机尾流偏向叶片旋转下游方向。串列布置时,下风向叶轮对上风向机组发散状尾流有收敛作用,下风向机组受上游尾流影响较大,功率明显降低;并列及错列时被干扰机组受参考机组尾流挤压,但功率受影响较小。最后:对固定距离的两个风力机组的不同排列情况进行数值模拟。通过比较单机及各种布置角度的输出功率、流场分布,对风力机间相互影响及互扰造成功率损失进行分析。结果表明:随着风向发生变化,下风向风力机移出上风向阴影,其功率逐渐增加。机组间距离应与当地盛行风向变化范围成正比。