摘要
航空发动机在靠近地面工作时，在地面和短舱进气道之间容易产生地面涡。地面涡会降低进气道总压恢复系数，增加发动机进口流场畸变，甚至将地面上的碎石等杂物吸入进气道，引起发动机零部件的损伤。本文采用数值仿真方法对地面涡的形成和发展进行了研究，分析得出了来流条件、短舱进气道距地面高度等因素对地面涡的影响规律，给出了不同来流条件下地面涡的分界线方程，并对地面涡的形成原因进行了初步的研究。 首先，利用国外已有的实验数据进行了地面涡相关的算例校验，将数值仿真结果和实验结果进行了对比分析，验证了本文地面涡数值模拟的可靠性。 其次，对侧风、逆风、顺风来流条件下的地面涡进行了模拟。发现了来流速度和短舱进气道距地面高度都会对地面涡产生影响。在逆风来流条件下，常常形成一对转动方向相反的地面涡，和侧风来流所形成的地面涡相比，逆风条件下的地面涡强度较弱，进气道出口截面的畸变指数DC60较小。同时分别得出了侧风、逆风、顺风来流条件下的地面涡分界线，可以利用该线快速判断出地面涡是否存在。 第三，对滑跑过程的地面涡进行了模拟。计算的状态包括无风滑跑，逆风滑跑和侧风滑跑，同时又针对不同侧滑角进行了地面涡的模拟。发现了地面涡会受到短舱进气道和地面之间相对运动的影响。侧滑角增加，地面涡强度增大。 第四，对带真实叶片的短舱进气道模型进行了地面涡模拟，发现侧风条件下叶片对地面涡影响不大，逆风条件下叶片对地面涡基本无影响。 最后，分别选取侧风和逆风来流条件下的两个典型状态进行了非定常数值仿真研究，将非定常结果和定常结果进行了对比，证明了定常结果的有效性。同时还针对地面涡的形成原因进行了简单的分析，发现侧风和逆风来流条件下的地面涡形成原因有所不同。
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