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摘要
掌握来流马赫数对超音通流风扇（STFF）叶型气动性能的影响对于保证STFF在宽速域下高效稳定运行具有重要意义。本文采用数值模拟方法，开展了宽广来流马赫数（Ma=0.1～2.36）对STFF叶型气动性能影响的研究，并着重讨论了大负攻角以及临界马赫数下叶栅流场结构的演变。研究发现：（1）当来流从亚音速转变为跨音速时，叶栅通道内出现槽道激波，激波损失增加；同时槽道激波与相邻叶片吸力面附面层干扰诱发大尺度流动分离，黏性损失增加。Ma=0.6方案下流场结构随负攻角增加（-2°增至-4°）的演变与前述类似，不同点在于此时叶表并未发生大尺度流动分离。（2）当来流从唯一攻角下的跨音速流态转变为0°攻角下的超音速流态，吸力侧前缘激波强度略微增大，同时前缘激波压力侧分支向叶栅通道上游移动，激波角增加，但波前马赫数降低，导致激波强度降低。在前述两激波的共同作用下，激波损失显著减小；另外前缘激波压力侧分支与相邻叶片吸力面附面层干扰强度减弱，黏性损失降低。（3）当Ma=1.96、2.16且来流从负临界攻角增至负失速攻角，前缘激波吸力侧分支与相邻叶片压力面发生强烈干涉诱发了流动分离，黏性损失增加；同时分离区与主流构成的“虚拟压力面”使得前缘吸力侧激波由规则反射转变为马赫反射，前缘激波吸力侧分支在靠近压力面部分演变为马赫杆，激波损失增加。
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