题目：角区三维分离流动机理及其控制方法的研究

吸力面与端壁形成角区的三维分离是轴流压气机中固有的现象。对于扩压叶栅而言，角区附面层处在强逆压梯度的作用下，更加易于发生分离。分离会导致不良后果，如通道堵塞、叶片载荷以及扩压能力的下降，从而造成总压损失和效率下降，严重时可以导致发动机喘振。本文的目地在于提出一种控制角区分离的方法，通过数值模拟和实验研究的方法来考察这种方法的可行性。本文提出了在叶根处开孔的方法，利用压力梯度从叶片压力面向叶片吸力面引入一股射流增加分离区的能量，从而达到减缓分离的目的。利用商用CFD软件FLUENT通过数值模拟方法分析了在低速条件不同攻角下孔的位置、形状和高度对扩压叶栅性能的影响。计算结果表明在正攻角下，从吹气孔引出的射流可以使吸力面附面层和端壁附面层低能气流加速，减少了通道的堵塞，延缓和控制了叶片吸力面/端壁角区分离，从而降低了损失。在0°攻角下，开孔叶栅没有产生负面效应，而且叶根处的载荷并没有明显下降。吹气孔的出气位置、形状、高度、出口气流速度的大小和方向直接影响其对角区三维分离控制作用的效果。吹气孔的出气位置对开孔叶栅抑制分离的效果影响很大。最后，利用风洞实验对计算结果进行了验证。