● 摘要
航空飞行器的迅猛发展，对航空发动机提出了极为苛刻的技术要求。作为航空发动机的三大部件之一，风扇/压气机的发展对航空发动机的发展起到了关键的作用。对于民用飞行器的应用方向，为满足经济性和环保性的要求，发动机的气动布局必须改变以实现不断增大的涵道比。由于初始设计阶段通常采用一维设计方法，原理简单，计算迅速且初始设计是优秀的设计的开始，在设计过程中占有非常重要的地位。基于以上背景，本文首先发展了适用于民用大涵道比风扇单转子一维和二维设计准则，可以满足目前工程设计的需要；在此工作的基础上，又开展了民用风扇单转子的气动设计及其气动数值模拟研究。具体的工作内容如下：
一. 首先，利用风扇气动效率公式，结合速度三角形推导了效率与叶尖切线速度和增压比，以及效率与流量系数和负荷系数的关系式，并给出了直观的关系图表。其中损失模型采用了当代风扇/压气机几类损失的经验公式，得到了适合于大涵道比轴流风扇单转子一维气动设计的设计准则。
二. 在第一部分工作的基础上，又进一步研究了风扇/压气机的气动效率和加功量（损失和加功量）之间的关系，以及典型的几种扭向规律选取对民用大风扇效率的影响，可为轴流风扇单转子二维气动设计提供一定指导。
三. 在第一和二部分工作的基础上，对一个涵道约比为8的风扇单转子进行了气动设计，并对该风扇在设计转速下的特性和设计点的流动细节进行分析。结果表明，风扇的设计性能良好，具有较好的失速裕度。