刘 浩，李 博，王 成，蔡明轩

（南京航空航天大学江苏省航空动力系统重点实验室，南京210016）

0 引言

飞机发动机在靠近地面工作时，由于大功率抽吸空气，加上周围环境气流的影响，在地面和短舱进气道之间容易产生地面涡，而地面的粉尘、颗粒物等随之被夹带进入进气道，进而可能会损坏风扇叶片、压气机叶片。地面涡会造成气流总压损失，降低进气道总压恢复系数，增大流场畸变。此外，地面涡还会引起风扇（或压气机）进口截面处气流攻角发生变化，降低其效率和减小发动机推力，同时减小压气机的失速裕度、喘振裕度。地面涡还会引起风扇的振动，使发动机的性能恶化，降低发动机的使用寿命。

在通常情况下地面涡不能被肉眼所观察，当发动机在湿度较大的环境下工作时，地面涡中心区温度降低到露点温度以下，水蒸气凝结成液态小水珠随着空气一起被吸入进气道，这样地面涡就能被看见。如果空气中灰尘等细小颗粒物较多，也可以看见地面涡的轮廓。

1959年，Klein提出了地面涡形成的3个必要条件[1]，认为地面涡的涡量来自流体间的剪切层。1982年，De Siervi等人[2]采用进气道简化缩比模型在水洞中进行模拟试验，得到速度大小对地面涡形成的影响。1999年，Nakayama[3]利用试验得出在逆风条件下地面涡存在与否的分界线方程，Brix等人[4]在逆风条件和侧风条件下进行风洞试验，分别得到逆风和侧风条件下的地面涡分界线。在2008年Murphy[5]采用PIV测量技术对地面涡进行深入的研究，得到了地面涡的形成与发展规律。……