国外航空发动机空气动力学研究概况.docx

严严严严严国严严外严严严航严严空严严严发严严动严严机严严严空严严气严严严动严严力严严严学严严研严严究严严严概严严况严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严刘严严晓严波严，严孙严严宗严祥严严，严钟严严严萍严，严陈严丽严严艳严严严严严严严严严严严严严严 严严严严严严严严严严严严严(中严国严空严气严动严力严研严究严与严严发严展严中严心严，严四严川严绵严阳严6严21严00严0)严严严严严严严严严严严严摘 要 ：在 航 空 发 动 机 研 制 过 程 中 ，会 遇 到 一 系 列 空 气 动 力 学 问 题 ，尤 其 是 压 气 机 、燃 烧 室 、涡 轮 等 重 要 部 件 的 研 究 ，需掌握复杂的空气动力学流动机理与物理现象。对此，国外进行了大量研究。本文综述了国外主要航空大国在航空 发动机空气动力学研究方面的基本情况，主要包括研究机构设置、主要研究工作及重要研究设备。最后，结合国内的 研究现状，为我国开展航空发动机空气动力学研究提出几点建议。 关键词：航空发动机；空气动力学；压气机；燃烧室；涡轮；试验设备中图分类号：v236文献标识码：a文章编号：1672-2620 (2013) 04-0058-05an overview of aero-engine aerodynamics overseas researchliu xiao-bo，sun zong-xiang，zhong ping，chen li-yan(china aerodynamics research and development center，mianyang 621000，china)abstract：the aero-engine development will encounter a series of aerodynamic challenges, especially forvital components such as compressor, combustor and turbine. a great deal of such study had been performed overseas in the past decades. an overview of aero-engine aerodynamics research conducted in major aeronautical countries was presented, including research units setup, main research work and test facilities utilized. in the end, several proposals for our own aero-engine aerodynamics research were given.key words：aero-engine；aerodynamics；compressor；combustor；turbine；test facility1 引言航 空 发 动 机 技 术 包 含 诸 多 关 键 技 术 ，而 空 气 动 力 学 是 其 中 一 项 十 分 重 要 的 内 容 ，涉 及 核 心 机 (压 气 机 、燃 烧 室 、涡 轮)内 部 的 气 流 流 动 ，还 需 考 虑 内 、外 流 耦 合 及 涡 轮 叶 片 内 部 气 流 特 性 问 题 1。 美 国 、英 国 、俄 罗 斯 、法 国 、德 国 是 国 外 研 究 航 空 发 动 机 的 主 要 国 家 ，在 航 空 发 动 机 研 制 过 程 中 均 成 立 了 专 门 的 空 气 动 力 学 研 究 机 构 ，建 设 了 许 多 重 要 地 面 试 验 设 备 ，对 航 空 发 动 机 遇 到 的 关 键 空 气 动 力 学 问 题 进 行 了技术攻关，并获得了大量研究成果。目前，国外关 于 航 空 发 动 机 空 气 动 力 学 研 究 的 重 点 ，是 一 种 自 适 应 发 动 机 技 术 (通 过 增 加 第 三 气 流 提 高 核 心 机 推 力 ， 降 低 燃 油 消 耗)。 美 国 的 自 适 应 通 用 发 动 机 技 术 项 目 (advent)及 其 后 继 自 适 应 发 动 机 技 术 发 展 项 目 (aetd)，都 以 此 为 研 究 重 点 。 本 文 从 上 述 部 分 国 家进 行 航 空 发 动 机 空 气 动 力 学 研 究 的 机 构 设 置 、具 体研 究 工 作 及 研 究 设 备 等 方 面 进 行 了 阐 述 ，希 望 为 解 决国内航空发动机的重大空气动力学问题攻关提供 参 考 ；此 外 ，结 合 国 内 研 究 现 状 ，为 我 国 开 展 航 空 发 动机空气动力学研究提出几点建议。2 美国2.1 机构设置美国进行航空发动机空气动力学研究的主要机 构 有 ：航 空 航 天 局 (nasa)下 属 的 格 林 研 究 中 心 、空 军 下 属 的 阿 诺 德 工 程 发 展 中 心 (aedc)和 空 军 研 究 实验室(afrl)。格林研究中心主要负责发动机主要 部 件 (包 括 压 气 机 、燃 烧 室 、涡 轮)的 研 究 与 试 验2，进 行 流 动 物 理 方 面 的 基 础 研 究 ，拥 有 多 个 专 门 从 事 发 动 机 部 件 研 究 的 实 验 室 ，如 航 空 声 学 推 进 实 验 室收稿日期：2012-12-07；修回日期：2013-03-24作者简介：刘晓波(1974-)，男，湖南隆回人，副研究员，主要从事空气动力学的情报研究。严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严 严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严 严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严 严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严第 26 卷燃 气 涡 轮 试 验 与 研 究59等 。 aedc 主 要 进 行 航 空 发 动 机 一 体 化 试 验 与 评估 ，其 开 展 推 进 试 验 研 究 已 有 50 余 年 。 afrl 技 术部 中 设 专 门 研 究 推 进 技 术 的 部 门 ，是 航 空 发 动 机 三大部件空气动力学研究的总管机构。2.2 研究工作2.2.1 nasa 格林研究中心nasa 格 林 研 究 中 心 在 航 空 发 动 机 空 气 动 力 学 方 面 的 研 究 ，基 本 上 都 与 nasa 提 出 的 各 项 航 空 推 进 研 究 计 划 紧 密 相 关 ，如 超 高 效 发 动 机 技 术 (ueet) 计划、高效发动机与发动机部件改进计划、先进亚声 速技术与通用航空计划等，具体体现在三个方面3： (1) 压 气 机 技 术 。 近 年 来 ，其 压 气 机 研 究 主 要在 ueet 计 划 的 资 助 下 展 开 ，主 要 从 主 动 和 被 动 控 制方面进行设计与验证，以增强稳定性，提高失速裕 度 。 开 发 的 性 能 预 测 程 序 复 杂 三 维 压 气 机 叶 型 ，能 很 好 地 设 计 和 优 化 。 如 采 用 后 掠 叶 片 降 低 冲 击 损 失，使用弓形静子降低端壁损失，采用特定叶片根部 预防流动分离等。(2) 燃 烧 室 技 术 。 近 年 来 ，格 林 研 究 中 心 在 提 高 现 代 燃 烧 室 耐 久 性 和 稳 定 性 的 同 时 ，继 续 开 展 降 低氮氧化物排放的研究，开发了一种双环形燃烧室，并 引 入 数 字 发 动 机 控 制 概 念 ，使 氮 氧 化 物 降 低 了35%40%；另 外 ，通 过 引 入 双 环 预 混 涡 流 器 和 贫 油 直 射 式 喷 嘴 ，使 氮 氧 化 物 降 低 50% 70% 。 燃 烧 室 结构方面，开发了耐久性高温燃烧室火焰筒，并为高 能 量 密 度 的 浆 形 燃 料 研 制 了 陶 瓷 火 焰 筒 (目 前 可 承 受 1 5891 755 k 的 高 温)、分 段 式 翅 壁 型 火 焰 筒 和 匍 匐 式 火 焰 筒 。 数 值 计 算 方 面 ，在 1998 年 开 发 了 国 家 燃 烧 室 计 算 程 序 (ncc)。 当 与 叶 轮 机 性 能 预 测 程 序 (apnasa)一 起 使 用 时 ，ncc 可 实 现 对 整 个 发 动 机 的性能预测。(3) 涡 轮 技 术 。 目 前 ，格 林 研 究 中 心 正 开 展 无 冷却和有冷却的低压涡轮研究。主要包括涡轮叶尖 间隙控制、利用吹吸气进行涡轮流动控制、涡轮工作 状况监测研究、涡轮封严研究等。2.2.2 aedcaedc 是 推 进 试 验 先 驱 ，其 试 验 舱 能 提 供 重 要 的试验与评估服务，支持美国国防部、工业部门和国 际计划。主要客户是美国空军，近年也为日本、德国 等提供商业试验。aedc 的 航 空 推 进 试 验 舱 ，可 进 行 发 动 机 性 能 、 操 作 性 能 、航 空 力 学 、结 冰 、侵 蚀 、进 气 道 压 力 畸 变 、 进 气 道 温 度 畸 变 、加 速 任 务 、发 动 机 进 气 道 动 力 学 、任务模拟和发动机部件等方面试验。拥有多座发动机试验舱，无论试验部件是小型巡航导弹发动机，还 是 航 空 工 业 所 用 的 大 型 涡 扇 发 动 机 ，都 能 满 足 客 户 需 求 。 aedc 在 航 空 发 动 机 空 气 动 力 学 方 面 的 研 究 ，采 取 与 航 空 航 天 工 业 公 司 联 盟 的 方 式 进 行 。 如 与 p&w 公 司 、ge 公 司 的 喷 气 发 动 机 试 验 合 作 ，与 波 音公司和空军装备司令部共同进行的波音公司下一 代亚、超声速运输机的发动机研发试验等。2.2.3 afrlafrl 中 的 推 进 技 术 研 究 可 分 为 航 空 推 进 和 航 天推进两大类。从事航空推进的是涡轮发动机研究 部门，主要对涡轮推进技术的发展进行规划与预测， 并 进 行 大 量 基 础 研 究 ，同 时 对 所 设 计 的 发 动 机 进 行 技 术 评 估 。 afrl 对 航 空 发 动 机 空 气 动 力 学 的 研 究 主 要 包 括 ：发 动 机 整 体 性 能 评 估 、燃 烧 试 验 研 究 、实 验 方 法 研 究 、风 扇 和 压 气 机 研 究 、机 械 系 统 研 究 、推 进系统研究、结构设计及涡轮研究。2.3 研究设备格林研究中心进行航空发动机空气动力学研究 的 设 备 ，包 括 发 动 机 部 件 和 发 动 机 整 机 试 验 设 备 两 大类4。其中，发动机部件试验设备集中在航空声学 推进实验室、发动机研究试验大楼、先进亚声速燃烧 试 验 台 和 发 动 机 部 件 研 究 实 验 室 1b 试 验 舱 。 发 动 机 整 机 试 验 设 备 集 中 在 发 动 机 部 件 研 究 实 验 室 2b 试验舱和推进系统试验室。每个实验室都有用于不 同发动机部件试验的多个试验台。aedc 的 717 试 验 室 专 门 从 事 航 空 推 进 系 统 试 验，目前有 9 座设备5运行。其中，c-1 和 c-2 试验舱 构成航空推进系统试验设备，可模拟真实任务环境， 是大型军用和商用发动机试验的国家唯一资产。这 也 使 得 aedc 成 为 美 国 空 军 在 涡 轮 发 动 机 试 验 领 域 的 专 业 中 心 。 j-1 和 j-2 试 验 舱 是 开 展 中 等 尺 寸 和 大 型 涡 轮 发 动 机 试 验 的 高 空 模 拟 试 验 设 备 ，其 能 力 与 c-1 和 c-2 设 备 相 当 ，只 是 尺 寸 更 小 。 sl-2 和 sl-3 是 海 平 面 试 验 舱 ，无 进 气 道 和 排 气 装 置 ，大 大 降 低 了 设 备 装 置 的 运 行 成 本 ，可 经 济 开 展 大 型 加 力 涡 轮 发 动 机 接 近 海 平 面 条 件 (300 m 高 度) 的 试 验 。 t-3、t-4 和 t-11 高 空 试 验 舱 是 多 用 途 多 变 化 混 合 试验舱，开展小型和中等尺寸涡轮发动机试验。afrl 有 多 座 进 行 航 空 发 动 机 空 气 动 力 学 研 究 的试验设备，包括部件空气研究设备、旋转部件试验 设 备 、压 气 机 研 究 设 备 、高 压 燃 烧 室 研 究 设 备 、涡 轮 发动机疲劳设备、发动机环境研究设备等。刘晓波等：国外航空发动机空气动力学研究概况第 4 期603 俄罗斯3.1 机构设置俄 罗 斯 中 央 航 空 发 动 机 研 究 院 (ciam) 成 立 于1930 年 ，是 俄 罗 斯 最 大 的 航 空 研 究 机 构 ，也 是 欧 洲最 大 的 航 空 发 动 机 试 验 中 心 ，能 在 接 近 真 实 飞 行 条件 下 对 航 空 发 动 机 及 其 部 件 、系 统 和 构 件 进 行 试 验 研 究 。 ciam 进 行 航 空 发 动 机 空 气 动 力 学 研 究 的 技 术 力 量 ，主 要 集 中 在 其 研 究 试 验 中 心 (ciam rtc)。 ciam rtc 是 俄 罗 斯 唯 一 及 欧 洲 最 大 的 能 进 行 全 尺 寸吸气式发动机高空、速度及特种试验的中心，地位 相当于美国的 aedc 和格林研究中心。作为俄罗斯航空发动机研究的牵头单位，ciam与美国、英国、法国、德国、中国、印度、加拿大等国的著名航空发动机公司及研究机构均有合作。3.2 研究工作ciam 几 乎 涉 及 所 有 与 航 空 发 动 机 相 关 的 研 究 领域，从基础物理过程到新型航空发动机的设计、研 制、改造与鉴定，对发动机使用过程中的可靠性和故 障 提 供 技 术 支 撑 。 主 要 科 研 活 动 包 括 ：气 动 、燃 料 、 传 热 、结 构 强 度 分 析 和 发 动 机 控 制 理 论 方 面 的 基 础 研究；喷气发动机理论和先进发动机性能优化研究； 发 动 机 部 件 与 组 件 和 燃 气 发 生 器 系 统 的 应 用 研 究 ； 对发动机制造设计局正在进行的研究项目给予科学 理 论 保 障 ；为 实 验 发 动 机 及 其 系 统 和 零 部 件 进 行 试 验 ；探 索 改 进 航 空 发 动 机 ，并 解 决 环 保 问 题 ；负 责 确 定 航 空 发 动 机 预 研 型 号 及 其 研 制 项 目 ，制 定 相 应 的 技 术 条 件 等 。 ciam rtc 主 要 进 行 以 下 工 作 ： 动 力设施配套建设，确保提供模拟飞行条件；试验设 备 建 设 ，使 其 能 进 行 推 力 高 达 245 kn 的 航 空 发 动 机 特种试验；航空发动机及其部件的强度研究。此 外 ，ciam 还 具 备 高 性 能 数 值 模 拟 能 力 ，可 对 发 动 机 内 部 流 动 的 物 理 过 程 (定 常 与 非 定 常 的 气 体 动 力 学 现 象 、燃 烧 、传 热 等)、发 动 机 部 件 及 整 机 结 构 的耐久性进行模拟。3.3 研究设备ciam 进 行 航 空 发 动 机 空 气 动 力 学 研 究 的 主 要 设施包括：喷气发动机高空试车台、发动机小型试车 台、可模拟不同气候的气候试车台、实验飞机起降研 究 的 开 口 式 风 洞 、研 究 压 气 机 气 动 特 性 和 强 度 的 压 气 机 试 验 台 等 。 总 体 上 ，俄 罗 斯 研 究 航 空 发 动 机 设 备与法国、英国的相当，但未达到美国的水准。4 法国4.1 机构设置法 国 进 行 航 空 发 动 机 空 气 动 力 学 研 究 的 部 门 ， 主 要 集 中 在 航 空 航 天 研 究 中 心 (onera)总 体 技 术 部 下 的 应 用 空 气 动 力 学 研 究 室 (daap)。 在 应 用 空 气 动力学研究室，有一个专门研究叶轮机部件的团队， 主要任务是对压气机和涡轮等部件的气动性能进行 计算与预测。4.2 研究工作近年来，onera 主要通过地面试验台和数值计 算 方 法 进 行 航 空 发 动 机 压 气 机 、涡 轮 的 气 动 性 能 预 测与计算，分析发动机部件上的气流流动情况，了解 不 同 气 动 现 象 。 研 究 的 主 要 内 容 包 括 ：数 值 优 化 计 算、风扇研究、非定常流研究、气动不稳定性研究、航 空 热 力 学 研 究 、航 空 声 学 研 究 、微 型 涡 轮 研 究 、轴 流 式机械研究及离心式机械研究等。数 值 计 算 方 面 ，onera 自 行 开 发 了 一 套 软 件 (cedre)，利用其可对单个转子结构(定常)和级间结构 (非定常)进行三维、准三维计算。目前，onera 的新 型超级计算机已能对一种带多点喷射的燃烧室进行数值模拟，包括模拟燃烧气体及煤烟的排放与吸收、 预测激波现象和大飞机声学传播现象等。4.3 研究设备法国从事航空发动机空气动力学研究的设备主 要 位 于 onera 的 莫 当 中 心 6，包 括 s4b、bd2、r4 和 turma 等 4 座 设 备 。 另 外 ，还 有 3 座 具 有 代 表 性 的 吸 气 式 推 进 ( 涡 轮) 高 空 试 验 台 ，分 别 是 cepr/r5、 cepr/r3 和 cepr/r4。turma7 于 1996 年 投 资 兴 建 ，2008 年 正 式 交 付 使用，并完成了高压涡轮(包括静子与转子)的首次气 动试验，使 onera 研究航空发动机空气动力学的能 力 得 到 较 大 提 升 。 turma 主 要 用 来 研 究 两 级 同 转 或反转涡轮的叶轮上空气动力学的流动问题。试验 模 型 包 括 涡 轮 本 身 所 有 的 固 定 部 件 (如 静 子 、中 间 管 道 等)和 转 动 部 件 (如 转 子)，连 接 涡 轮 上 下 游 部 件 的 其它附件(如界面管道)。可对单独的高压静子、整个 高 压 涡 轮 (高 压 静 子 +高 压 转 子 ，顺 转 或 逆 转)、整 个 高压涡轮+涡轮导向叶片(ngv)、整个高压涡轮+/-低 压 ngv+低 压 转 子 (顺 转 或 逆 转)等 涡 轮 结 构 进 行 试 验 ，每 种 涡 轮 的 旋 转 方 向 和 旋 转 速 度 完 全 独 立 控 制。turma 可称为微温试验台，使用全尺寸静子和 转 子 ，利 用 现 有 的 测 试 技 术 能 精 确 测 定 转 子 的 力 学第 26 卷燃 气 涡 轮 试 验 与 研 究61性能，并准确分析转子、静子等部件上非常复杂的气动现象。风 洞 、声 学 试 验 段 等 。 这 些 设 备 对 航 空 发 动 机 空 气动力学研究起到了十分重要的作用。5 德国5.1 机构设置德 国 进 行 航 空 发 动 机 空 气 动 力 学 研 究 的 机 构 ， 主 要 为 航 空 航 天 研 究 中 心 (dlr)下 属 的 推 进 技 术 研 究 所 。 该 研 究 所 在 柏 林 与 哥 廷 根 另 设 有 两 个 分 部 ， 柏 林 分 部 的 研 究 内 容 不 详 ，哥 廷 根 分 部 主 要 从 事 应 用 型 航 空 学 研 究 。 该 研 究 所 下 设 8 个 研 究 室 ，分 别 为燃烧室研究室、燃烧试验研究室、风扇与压气机研 究 室 、数 值 方 法 研 究 室 、发 动 机 研 究 室 、发 动 机 声 学 研究室、发动机测量技术研究室和涡轮研究室。5.2 研究工作德 国 在 航 空 发 动 机 方 面 的 研 究 侧 重 于 基 础 研 究。如压气机、涡轮等叶片上气流的流动情况研究， 燃 烧 室 空 气 动 力 学 场 诊 断 技 术 研 究 等 8。 总 体 看 ， dlr 推 进 技 术 研 究 所 主 要 从 事 叶 轮 机 、燃 烧 室 和 发 动机整机三方面研究。在叶轮机方面研究的主要目 标 ，是 验 证 桨 扇 技 术 、提 高 推 重 比 和 单 位 功 率 、改 进 空 气 动 力 学 冷 却 理 念 、完 善 三 维 非 定 常 计 算 方 法 等 。 在 燃 烧 方 面 研 究 的 重 要 目 标 ，是 研 发 和 试 验 新 概 念 燃 烧 室 ，在 稳 定 无 烟 燃 烧 过 程 中 降 低 氮 氧 化 物 生 成 。 发 动 机 整 机 的 研 究 主 要 是 考 虑 集 成 问 题 ，如 压气机、燃烧室和涡轮间的耦合匹配问题。此外，还 进 行 发 动 机 主 动 噪 声 控 制 与 降 低 方 法 研 究 、尾 气 排 放研究、点火安全性研究等。在 航 空 发 动 机 数 值 模 拟 方 面 ，dlr 推 进 技 术 研 究所专门为计算和研究叶轮机空气动力学流动开发的 一 套 数 值 模 拟 软 件 trace。 经 过 近 十 年 的 开 发 和 验 证 ，此 软 件 已 逐 渐 完 善 。 已 成 为 dlr 计 算 空 气 动 力 学 的 标 准 方 法 ，经 常 用 来 自 动 优 化 压 气 机 的 叶 片 ，而 且 还 可 对 航 空 发 动 机 燃 烧 室 的 燃 烧 过 程 进 行 数 值 模 拟 。 这 套 软 件 在 许 多 大 学 里 面 也 有 成 功 应 用，如对复杂的非定常叶轮机流动进行科学分析；在 工业部门也得到了应用，如开发和优化发动机部件。5.3 研究设备dlr 推 进 技 术 研 究 所 有 23 座 不 同 类 型 的 设 备 ， 如 大 气 部 段 燃 烧 室 (asc)、单 头 部 燃 烧 室 (ssc)、高 压 燃 烧 试 验 台 (hbk1、hbk2、hbk3、hbk4)、多 级 双 转 轴 压 气 机 试 验 设 备 (m2vp)、低 速 叶 栅 风 洞 (ngg)、离 心 式 压 气 机 设 备 、探 头 校 准 设 备 (seg)、亚 声 速 叶 栅6 建议航 空 发 动 机 空 气 动 力 学 研 究 十 分 复 杂 ，涉 及 旋 转空气动力学、气体热力学、结构与材料学、传热学、 制 造 工 艺 学 等 几 乎 全 部 学 科 ，要 成 功 研 制 出 高 性 能 航 空 发 动 机 ，必 须 攻 克 其 空 气 动 力 学 问 题 。 结 合 国 内航空发动机空气动力学研究现状，提出几点建议：(1) 开展空气动力学研究，可从叶栅的叶型、压 力 分 布 、结 构 材 料 选 取 ；转 子 转 动 对 静 子 的 影 响 ，多 级压气机级间气流的影响等开始。基于中国空气动 力 研 究 与 发 展 中 心 现 有 的 试 验 条 件 和 数 值 模 拟 能 力，及在外流空气动力学研究方面积累的丰富经验， 可 部 分 开 展 航 空 发 动 机 的 空 气 动 力 学 研 究 ，特 别 是开 展 航 空 发 动 机 的 内 外 流 耦 合 研 究 、空 气 动 力 学 测 量研究、燃烧室研究、利用前期开展超燃冲压发动机 内 流 场 计 算 获 取 的 宝 贵 经 验 ，开 展 航 空 发 动 机 内 流 场的计算研究。(2) 借 鉴 国 外 组 织 管 理 模 式 ，重 点 开 展 基 础 和 应 用 研 究 。 目 前 ，国 内 航 空 发 动 机 产 业 大 致 可 分 为 院 校 、研 究 所 和 工 厂 三 大 部 分 。 院 校 控 制 技 术 成 熟 度的前三级，主要侧重于理论和方法研究，包括气动 方 面 的 问 题 。 研 究 所 控 制 技 术 成 熟 度 的 四 至 六 级 ， 主 要 进 行 设 计 、试 飞 与 运 行 ，侧 重 于 结 构 方 面 的 问 题 。 而 工 厂 控 制 技 术 成 熟 度 七 至 九 级 ，侧 重 于 生 产 与维修等方面的问题。因而中国空气动力研究与发 展 中 心 可 在 院 校 和 研 究 所 之 间 找 到 切 入 点 ，进 行 技 术成熟度一至六级之间的研究。在管理模式和研究 内 容 上 ，可 借 鉴 格 林 研 究 中 心 、afrl 和 dlr 推 进 技 术研究所的模式，开展基础和应用研究。(3) cfd 技术可作为中国空气动力研究与发展 中心切入航空发动机空气动力学研究的切入点和突 破 口 。 目 前 ，国 内 外 已 开 发 了 一 些 数 值 模 拟 软 件 (cfd 技 术)用 于 航 空 发 动 机 空 气 动 力 学 研 究 ，而 且 有 些 已 经 商 用 ，尤 其 是 国 外 。 不 过 ，从 应 用 情 况 来 看 ，其 可 靠 性 还 有 待 进 一 步 完 善 。 模 拟 不 准 确 是 因 为 未 考 虑 空 气 动 力 学 中 气 流 旋 转 问 题 ，进 行 航 空 发 动机空气动力学研究还是要以试验为主。在试车台 或 试 验 车 测 得 其 真 实 数 据 ，cfd 数 据 主 要 起 部 分 校 准 和 验 证 的 作 用 。 但 随 着 cfd 技 术 的 快 速 发 展 ，其 在航空发动机空气动力学研究方面的作用将越来越刘晓波等：国外航空发动机空气动力学研究概况第 4 期62重要。(4) 试验设备在航空发动机空气动力学研究上 起 十 分 重 要 的 作 用 ，需 要 建 设 一 些 零 部 件 试 验 台 ， (如 亚 、跨 、超 声 速 的 叶 栅 风 洞 ，风 扇 噪 声 试 验 台 ，高 压与低压燃烧室试验台，多级压气机试验台，高压与 低 压 涡 轮 试 验 台)和 研 究 压 气 机 、燃 烧 室 、涡 轮 耦 合 与匹配问题的整机试验台。(5) 结 合 基 础 研 究 与 应 用 研 究 ，搞 出 有 显 示 度 的成果。航空发动机在国内尚未取得重大进展的原 因，在于空气动力学研究没有突破，需要大量技术储 备 。 因 此 ，目 前 中 国 空 气 动 力 研 究 与 发 展 中 心 应 遵 循科学规律，认真梳理关键技术，找准突破口和切入 点 ，由 小 到 大 地 把 航 空 发 动 机 空 气 动 力 学 问 题 的 应 用研究与基础研究结合起来。参考文献：刘 大 响. 航 空 发 动 机 技 术 的 发 展 与 建 议 j. 中 国 工 程 科学，2000，(6)：7682.邓 明. 航 空 燃 气 涡 轮 发 动 机 原 理 与 构 造 m. 北 京 ：国防工业出版社，2008.khalid s j. investigating turbofan engine internalaero-dynamicsr. a965027glenn research test facilitieseb/ol. 2011.2008 aedc test facilityr. 2008.onera 2009 annual reportr. 2009.massonnat j m. development in turbine testing at onerar. 2011.beitel g r，jalbert p a，plemmons d h，et al. development of embedded diagnostics for internal flow-fieldmeasurements in gas turbine enginesr. aiaa2004-6865，2004.12345678(上接第 32 页)参考文献：simulation of compressible turbulencej. journal of computational physics，2006，220：270289.lacor c，smirnov s，baelmans m. a finite volume formulation of compact central schemes on arbitrary structured gridsj. journal of computational 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