白 尨，金海良，金东海，桂幸民

(北京航空航天大学能源与动力工程学院，北京100191)

1 引言

目前，风扇/压气机正朝着高通流、高负荷和高效率方向发展。而高负荷叶片设计的难点在于，吸力面边界层内低动能流体，在叶片流道中较强逆压梯度作用下，易于从壁面分离，进而导致流道堵塞、损失增加、稳定裕度下降。因此，在深入研究风扇/压气机流道内复杂流场结构的基础上，采取适当措施控制流动分离，使压气机在较高负荷水平下保持较高的效率和较宽广的稳定工作范围，已成为叶轮机械气体动力学研究的一个重要方向。文献[1]、[2]的研究表明，采用边界层抽吸气可将边界层分离处的分离流引出，进而降低损失，保证静子出口流场更加均匀，从而提高压气机性能。

1997年，Kerrebrock首先提出了吸附式压气机概念，并通过在跨声速压气机叶片吸力面上激波发生处进行的吸气实验，提出了利用边界层吸气来控制分离的基本思想[3]。此后的众多数值和实验研究表明，吸附式风扇/压气机可提高级压比，改善压气机工作稳定性或适用性[4]，避免高、低周疲劳[5]，以及降低噪声[6]等。国内王仲奇院士带领的课题小组也对吸气式扩压叶栅进行了系统研究[7]。另外，人们还在转子抽气、级间抽气[8]和对转吸附式压气机方面开展了相关研究[9]。本课题组陈迪研究了抽吸气对扩压叶栅攻角范围和跨声单级风扇转子稳定裕度的影响[10]。

本文以本课题组研究人员自主研发的某高负荷跨声双级风扇[11]的设计初型为研究对象。……