对于居住在偏远地区的广大农牧民及海岛渔民,通过架线输电的办法来解决他们的用电问题是十分困难而且也是很不经济的。根据我国风力资源分布特点以及我国的电网状况,利用小型风力发电机解决无电地区的用电需求是比较适宜的。为此本文设计一种小型垂直轴风力发电机,并对其风轮部分进行优化。叶片作为风轮中的主要元素,它的类型和相关参数无疑成为影响风轮效率的主要因素。因此本文提取了叶片曲率、叶片安装角与叶片数量作为研究的对象。首先,作者对风轮进行了相关的结构设计,使其可以实现叶片参数的变化,例如叶片数目的可变安装、叶片安装角的变化以及叶片曲率的不同。这样,在相同的风速下,使这些变化的参数有机组合,我们就可以得风轮效率最大时这些参数的组合。由于实验条件的限制,在文章所讨论的实验范围内,采用弧形叶片、30°安装角以及叶片数量为12时风轮效率最高。为了进一步明确风轮转动时它内部及周围的流场,文章运用计算流体力学软件Fluent,依照实际的试验数据与参数,对风轮结构进行了三维建模与流体分析。在分析过程中,作者创新性地运用MRF方法,并得出了风轮所受压力图、空气流的流动速度图和风轮周围的流场图。把仿真结果和与先前试验结果相对比的结果也证明了此种分析的科学性,并为以后风轮叶形的进一步优化提供可以借鉴的方法。