随着压气机的设计向着高负荷的趋势发展,叶栅流道内存在着强烈的横向二次流并且会诱发严重的角区分离现象,因而会对压气机的性能造成不利影响,目前,主要采用流动控制的方法对角区分离进行抑制。涡流发生器作为一种被动流动控制技术,已经广泛应用于外流的分离流控制并取得了良好的效果,因此,开展涡流发生器对压气机角区分离的控制研究,对未来高性能压气机的发展具有重大意义。本文通过商业软件Fluent对某平面叶栅内部流场进行了数值模拟,探索了涡流发生器对角区分离的控制机理并研究了涡流发生器的几何参数、安装位置、数量对叶栅内部流动的影响,此外,文中还对非设计冲角下涡流发生器对叶栅内部流场结构的影响进行了研究,分析了涡流发生器在不同冲角下对角区分离的控制效果。对涡流发生器控制角区分离的机理研究表明:安放在叶栅内部的涡流发生器本身能够起到阻挡端壁附面层横向迁移的作用,使低能流体更难聚集在吸力面角区;涡流发生器产生的流向涡与通道涡方向相反,能将通道涡阻挡在节距中部,抑制通道涡向吸力面的发展,削弱通道涡的强度;此外,流向涡在吸力面侧的下洗作用能将主流区高能流体卷入角区,激活角区附面层。不同几何参数涡流发生器对角区分离的控制研究表明:较长和较高的涡流发生器产生的流向涡强,作用范围大,但自身也会带来较大的附加损失;涡流发生器所产生流向涡的涡核高度与涡流发生器的高度基本一致,过高的涡流发生器产生的流向涡不能作用到近端壁附面层内,因而控制效果较差。不同安装位置和数量涡流发生器对角区分离的控制研究表明:若涡流发生器与轴向夹角α太大,则会造成涡流发生器与吸力面之间区域发生流动分离,这将加剧叶栅内横向二次流,使得总压损失迅速增加;为了有效地激活吸力面角区附面层并阻挡通道涡向吸力面的发展,单个涡流发生器的安装位置不宜距离叶栅前缘和吸力面太远;将多个涡流发生器在流道内以沿轴向后移并逐渐向压力面靠近方式的排布,能够扩大对横向流动附面层的阻挡范围,并且依次生成的流向涡还可以不断对通道涡进行削弱,但多个涡流发生器也会在节距中部处产生更多的附加损失。涡流发生器在不同冲角下对角区分离的控制研究表明:在来流冲角不断增加的过程中,叶栅内横向二次流和角区分离也越来越强,总压损失会迅速增加;涡流发生器对横向二次流和角区分离的控制效果随着冲角的增加而增强,在-4°冲角时,叶栅出口总压损失系数相比原型叶栅减小了2.7%,冲角为8°时,总压损失系数较原型叶栅降低了16.3%。