为了研究吞雨对航空发动机风扇气动性能的影响,以DGEN380中的风扇作为研究对象,利用数值模拟分析吞雨量及雨滴直径不同时,吞雨对风扇气动性能的影响,重点分析不同吞雨量下流场的变化。结果表明同一雨滴直径下,随着吞雨量的增加,风扇效率、压比及稳定裕度总体上均有所下降,且吞雨量越大下降幅度越大;当吞雨量为4%,雨滴直径为0.5、1.0、2.0 mm时,风扇压比改变较小,风扇效率的下降主要在靠近堵塞边界处;在0%、4%和8%吞雨量下,随着吞雨量增加,风扇动叶通道中尾迹和叶尖泄漏涡引起的损失也在增加,在静叶通道上半叶高区域中,雨滴引起的掺混损失在不断增加。

在航空发动机吞入雨水过程中,水滴的吸入会影响压气机的气动并引起动力学变化。本文以Rotor67为研究对象,针对不同吞雨量和颗粒尺寸进行了数值计算。计算结果表明:水滴在跟随气流进入压气机会影响压气机的总压比、总温比和气流速度沿叶高方向的变化规律,并恶化压气机的流场,使工作点向左移动。水滴的进入还会降低压气机的总温比、总压比和质量流量。水滴不断地撞击叶片表面,会增加压气机的轴向扭矩。在吞雨量为5%,直径分别为200μm和600μm的情况下,压气机的稳定工作范围分别降低了36.5%和34.7%,喘振裕度分别降低了51.2%和48.9%。