垂直轴风力机分为两大类：DARRIEUS（升力型,简称H型）和SAVONIUS（阻力型, 简称S型）。两叶片的升力型风力机启动转矩低但效率较高，阻力型风力机具备高的启动转矩但效率很低。现在流行设计混合型风力机（将S型和H型风力机的设计思想综合在同一模型上），它能够利用升力与阻力。许多学者利用低成本的办法来单独提高启动转矩和效率。最常见的措施是改变叶片数以及优化叶型。　　 SAVONIUS风力机总成本低，制造和维修简单，虽然效率较低，但它适用于风速低的居民区。本文研究的目标就是设计一台高效低成本的阻力型垂直轴风力机，并选用六个叶片的SAVONIUS型式。　　 SAVONIUS风力机的转子在风速很低的情况下开始向外输出功率，在风速很高的情况下依然能够持续输出。因为利用风速的范围很广，虽然效率低，但是这种风力机还是很受欢迎。由于SAVONIUS风力机基本上能够一直输出功率，它的年发电量远远高于同尺寸的水平轴风力机。　　 原装SAVONIUS的输出功率较低有两个原因：（1）风打到叶片凸面上引起负转矩；（2）随着转子的旋转，其转矩由高到低变化幅度很大。两叶片SAVONIUS风力机的最大缺点是：随着转子的旋转，转矩会下降到为接近零的程度。在某一些角度下，转子无法启动，而多叶片能够确保转矩的稳定性。　　 　　 本文所介绍的提高效率的方法为：　　 (1) 增加叶片数目和优化设计　　 (2) 不让来流风打到叶片的凸面上，即可以用一种“盾”或导叶把叶片的凸面盖住。　　 　　 目前的阻力型风力机，尚未看到含“盾”或挡风板的型式，所以本文以这种含“盾”的风力机为研究对象，开展风力机的CAD设计、CFD分析和样机制造等工作。二维CFD计算的结果显示，这种新型的风力机比常规垂直轴风力机效率高出约20％。　　 从样机的制造角度来看，含导风结构的风力机有弊病，即进口须保持对风以及稳定性，减少摩擦；要达到这种要求将带来设计和运行的复杂化。另外，单独采用转子的风力机型式的效率并不低，而且简单方便，可以接受任何角度的风源而不需要对风的条件。因此，开展转子的优化设计研究工作非常有必要。　　 　　 本研究设计出了一种效率高且成本低的垂直轴风力机。