基于动量叶素理论,推导同半径对旋风力机功率与前、后级轴向速度诱导因子的关系,结果与经典模型吻合;将单级风力机Wilson设计法发展为考虑级间干扰的对旋风机设计法,实现以环形微元盘面功率系数最大为目标,前、后级轴向和环向诱导因子为变量的优化设计,并完成2 k W单级和对旋风力机设计实例。最后采用CFD方法验证对旋风力机实验结果和设计结果,数值计算表明,设计工况下,对旋风机的风能利用率(46.32%)高于单级风力机(41.44%),并分析了数值预测的风能利用率与理论最佳值(64.00%)和(59.26%)的差异。
