尚东然, 刘艳明, 季路成, 朱 榕

(北京理工大学, 北京 100081)

0 引 言

作为航空发动机三大核心部件之一，压气机的气动性能对发动机的效率及可靠性有着重要的影响。由于压气机端壁和叶片附面层的相互作用以及通道逆压梯度的存在，在叶片吸力面尾缘靠近端壁附近容易产生角区分离。研究表明，在压气机叶栅的流动损失中，角区分离占了很大的比例。因此，针对削弱角区分离的措施能够有效地改善叶栅通道的流动以及提高叶栅的性能[1-3]。

涡流发生器(Vortex Generator, VG)是一种被动流动控制技术，并且已被应用于飞机机翼表面[4]。与主动控制相比，被动式涡流发生器具有结构简单、易于安装且成本低廉等优点，因而被广泛应用于边界层分离控制。与传统涡流发生器相比，微型涡流发生器延迟附面层分离的效果与普通涡流发生器的效果相当，而附加阻力仅是普通VG的1/10，因此在近些年的研究中得到了充分的关注和发展[5]。

涡流发生器一般有斜坡型、叶片形、刀片形等形状[6]，而斜坡型涡流发生器与其他结构相比，结构稳定性更强。Anderson[7]通过RANS方法证实了微尺度斜坡型涡流发生器具有与传统抽吸相比拟的控制效果，并根据边界层不可压形变因子优化了这种涡流发生器的几何参数，其最终提出的最优斜坡型涡流发生器尺寸结构被广泛采用。Hergt[8-11]等采用实验和数值模拟的方法，将两种不同形式涡流发生器(叶片形及斜坡型)，分别应用于叶片前缘和吸力面，对压气机的流动损失机理及性能影响进行了详细研究。……