斜坡型渦流發(fā)生器控制葉柵角區(qū)分離的數(shù)值模擬

尚東然, 劉艷明, 季路成, 朱 榕

(北京理工大學(xué), 北京 100081)

0 引 言

作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)三大核心部件之一，壓氣機(jī)的氣動(dòng)性能對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率及可靠性有著重要的影響。由于壓氣機(jī)端壁和葉片附面層的相互作用以及通道逆壓梯度的存在，在葉片吸力面尾緣靠近端壁附近容易產(chǎn)生角區(qū)分離。研究表明，在壓氣機(jī)葉柵的流動(dòng)損失中，角區(qū)分離占了很大的比例。因此，針對(duì)削弱角區(qū)分離的措施能夠有效地改善葉柵通道的流動(dòng)以及提高葉柵的性能[1-3]。

渦流發(fā)生器(Vortex Generator, VG)是一種被動(dòng)流動(dòng)控制技術(shù)，并且已被應(yīng)用于飛機(jī)機(jī)翼表面[4]。與主動(dòng)控制相比，被動(dòng)式渦流發(fā)生器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于安裝且成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用于邊界層分離控制。與傳統(tǒng)渦流發(fā)生器相比，微型渦流發(fā)生器延遲附面層分離的效果與普通渦流發(fā)生器的效果相當(dāng)，而附加阻力僅是普通VG的1/10，因此在近些年的研究中得到了充分的關(guān)注和發(fā)展[5]。

渦流發(fā)生器一般有斜坡型、葉片形、刀片形等形狀[6]，而斜坡型渦流發(fā)生器與其他結(jié)構(gòu)相比，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更強(qiáng)。Anderson[7]通過RANS方法證實(shí)了微尺度斜坡型渦流發(fā)生器具有與傳統(tǒng)抽吸相比擬的控制效果，并根據(jù)邊界層不可壓形變因子優(yōu)化了這種渦流發(fā)生器的幾何參數(shù)，其最終提出的最優(yōu)斜坡型渦流發(fā)生器尺寸結(jié)構(gòu)被廣泛采用。Hergt[8-11]等采用實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬的方法，將兩種不同形式渦流發(fā)生器(葉片形及斜坡型)，分別應(yīng)用于葉片前緣和吸力面，對(duì)壓氣機(jī)的流動(dòng)損失機(jī)理及性能影響進(jìn)行了詳細(xì)研究。利用渦流發(fā)生器產(chǎn)生的尾渦,摻混和激勵(lì)來流壁附面層,并且通過偏轉(zhuǎn)通道渦,延緩和減少角區(qū)分離。結(jié)果表明，在葉柵設(shè)計(jì)點(diǎn)處總壓損失的減少最高可達(dá)9%，渦流發(fā)生器有效地影響了葉柵氣流偏轉(zhuǎn)并且擴(kuò)大了葉柵的失速裕度。Pitt Ford[12]采用實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證了微型斜坡渦流發(fā)生器下游產(chǎn)生的渦結(jié)構(gòu)，這些渦的主要作用是將邊界層內(nèi)部低能流體帶到邊界層外部自由流中。

在以往的文獻(xiàn)中，渦流發(fā)生器的安裝位置都是位于葉柵前緣或者葉片吸力面。本文通過將渦流發(fā)生器安放于葉柵流道內(nèi)部端壁上。與葉片前緣位置相比，在產(chǎn)生相同強(qiáng)度流向渦的情況下，流向渦更不容易耗散且對(duì)端壁橫向二次流及通道渦的偏轉(zhuǎn)效果更加明顯，同時(shí)渦流發(fā)生器本身也能對(duì)端壁橫向二次流有一定的偏轉(zhuǎn)作用。與激波邊界層相比，葉柵內(nèi)部的邊界層較厚，用于控制激波邊界層干擾的斜坡型渦流發(fā)生器尺寸并不適用于邊界層較厚的葉柵內(nèi)部流動(dòng)控制。因此在葉柵內(nèi)部端壁處設(shè)計(jì)了多種結(jié)構(gòu)參數(shù)的微尺度斜坡型渦流發(fā)生器控制方案，通過分析不同方案下葉柵氣動(dòng)性能及內(nèi)部的流場(chǎng)特性，研究了渦流發(fā)生器結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)葉柵性能的影響，以及控制葉柵橫向二次流的作用機(jī)理，以便為今后渦流發(fā)生器在壓氣機(jī)中的應(yīng)用提供參考。

1 物理模型和數(shù)值方法及驗(yàn)證

1.1 模型參數(shù)、網(wǎng)格及計(jì)算方法

研究對(duì)象為某CDA可擴(kuò)散葉型，其主要幾何參數(shù)在表1中給出。渦流發(fā)生器的幾何尺寸如圖1所示。渦流發(fā)生器位置參考汪亮[13]已做工作的結(jié)論。渦流發(fā)生器的前緣點(diǎn)位置固定，處于葉柵前緣額線靠近吸力面位置，距離吸力面1/5節(jié)距，渦流發(fā)生器前緣點(diǎn)與根部中心點(diǎn)之間的連線與軸向坐標(biāo)的夾角為45°。

表1 葉型主要幾何參數(shù)

圖1 渦流發(fā)生器的幾何定義

為了最大可能地保證網(wǎng)格無關(guān)性，采取了混合網(wǎng)格進(jìn)行計(jì)算，其中，渦流發(fā)生器附近采用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，其他區(qū)域采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格進(jìn)行劃分。交界面處表面網(wǎng)格分布保持一致，設(shè)置為interface對(duì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。葉柵通道與渦流發(fā)生器的網(wǎng)格劃分結(jié)果見圖2。上下端壁、葉片及渦流發(fā)生器處的近壁面網(wǎng)格都進(jìn)行了加密處理，網(wǎng)格數(shù)量為130萬。計(jì)算采用商業(yè)軟件ANSYS FLUENT完成，控制方程為雷諾平均N-S方程。用基于有限元的有限體積法進(jìn)行離散，差分格式采用二階迎風(fēng)格式，湍流模型采用Realizablek-ε模型。邊界條件按照實(shí)驗(yàn)值給定，進(jìn)口位置位于葉柵前緣兩倍弦長處，進(jìn)口邊界條件給定總溫288.15 K，總壓沿展向分布，設(shè)計(jì)工況下進(jìn)口氣流為0°攻角，出口給定平均靜壓。為了減少計(jì)算量，周向邊界條件設(shè)定為周期性邊界。

圖2 網(wǎng)格拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

1.2 計(jì)算驗(yàn)證

圖3給出了實(shí)驗(yàn)和計(jì)算所得出口截面能量損失系數(shù)沿葉高的分布。從圖3中可以看出，數(shù)值計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好，較準(zhǔn)確地預(yù)估了葉柵出口的能量損失。因此,本文的計(jì)算方法具有較高的可靠性。

圖3 出口截面能量損失系數(shù)沿葉高分布對(duì)比

2 數(shù)值模擬結(jié)果與分析

2.1 渦流發(fā)生器高度的優(yōu)化

由圖4可知葉柵進(jìn)口附面層厚度為20 mm左右，而微型渦流發(fā)生器的高度為附面層厚度的20%～40%[14-16]，因此本文對(duì)比了渦流發(fā)生器高度分別為2 mm、4 mm、6 mm和8 mm幾種不同的方案，最初幾何參數(shù)參考了Anderson[7]的優(yōu)化結(jié)果。圖5給出了不同方案吸力面及端壁表面的流線和靜壓分布圖。氣流經(jīng)過葉柵前緣產(chǎn)生馬蹄渦吸力面和壓力面分支，吸力面分支很快消散，而壓力面分支由于與通道渦旋向相同，在向下游發(fā)展過程中并入通道渦當(dāng)中。從圖5的流線圖可以看出，始于壓力面處的流線在渦流發(fā)生器尾渦的作用下，沿著尾渦向下游運(yùn)動(dòng)。渦流發(fā)生器產(chǎn)生的尾渦能夠阻擋端壁附面層從壓力面向吸力面的橫向移動(dòng)，減少了低能流體在角區(qū)的聚積。隨著渦流發(fā)生器高度的增加，產(chǎn)生的流向渦強(qiáng)度增加，使得匯聚線遠(yuǎn)離吸力面，同時(shí)對(duì)端壁橫向流動(dòng)的偏轉(zhuǎn)作用更加明顯。由圖5吸力面流線可以看出，未安裝渦流發(fā)生器時(shí)角區(qū)分離面積較大，分離區(qū)的高度占據(jù)葉片高度的20%，安裝渦流發(fā)生器后角區(qū)分離明顯得到控制。當(dāng)渦流發(fā)生器的高度增加時(shí)，角區(qū)分離的面積減小。當(dāng)渦流發(fā)生器高度為8 mm時(shí)，分離區(qū)高度僅為葉柵高度的8%左右。對(duì)比幾種方案吸力面和端壁上的壓力系數(shù)，安裝渦流發(fā)生器后近尾緣處的壓力分布更加合理，高壓面積增加，這說明渦流發(fā)生器的使用使得葉柵的擴(kuò)壓能力增加。

圖4 渦流發(fā)生器前緣處速度分布

(a)Baseline

(1)

Ps是結(jié)點(diǎn)靜壓，Ps0是入口靜壓，Pv0為入口動(dòng)壓。

圖6為不同方案下20%、40%、60%、80%以及106%弦長截面上的渦量云圖。圖6(a)為基準(zhǔn)葉柵，由于攜帶了大量附面層低能流體，通道渦在向吸力面遷移時(shí)強(qiáng)度增加,在該葉型中,40%弦長處通道渦發(fā)展到吸力面隨后分離。安裝渦流發(fā)生器后可以明顯看出,渦流發(fā)生器產(chǎn)生的流向渦的發(fā)展及其與附面層之間的作用。渦流發(fā)生器產(chǎn)生的流向渦與通道渦旋向相反，形成一對(duì)反向旋轉(zhuǎn)渦，使得通道渦向葉柵中部偏轉(zhuǎn)。在向下游發(fā)展過程中，流向渦的渦核上升，渦半徑增大，并且流向渦逐漸消散。隨著渦流發(fā)生器高度的增加，渦流發(fā)生器產(chǎn)生的流向渦強(qiáng)度增強(qiáng)，在向下游發(fā)展過程中更不容易消散，對(duì)通道渦的作用也更加明顯，因此對(duì)角區(qū)分離的控制效果也越好。渦流發(fā)生器高度為2 mm時(shí)，出口截面近吸力面的流動(dòng)得到明顯改善，但是由于流向渦過早的消散，對(duì)通道渦的作用沒有達(dá)到理想要求。而h=6 mm和8 mm時(shí)，渦流發(fā)生器產(chǎn)生的流向渦在出口截面處還未消散，雖然使得通道渦進(jìn)一步遠(yuǎn)離吸力面，但是流向渦的存在不利于改善出口截面的流動(dòng)。而當(dāng)h=4 mm時(shí)，流向渦剛好消散，這充分利用了流向渦對(duì)附面層低能流體的激勵(lì)和對(duì)通道渦的偏轉(zhuǎn)，同時(shí)也避免了對(duì)出口流動(dòng)帶來的不利影響。

圖7為不同情況下葉柵出口截面出口氣流角沿展向的分布曲線，其中黑色點(diǎn)劃線為葉柵幾何出口氣流角。由于葉柵通道中的橫向壓力梯度導(dǎo)致真實(shí)的出口氣流角與幾何出口氣流角有所不同。安裝渦流發(fā)生器后，所有方案在30%葉高以下的流動(dòng)都得到了改善。隨著渦流發(fā)生器高度從2 mm增至6 mm，這種改善更加明顯。而隨著渦流發(fā)生器的高度進(jìn)一步增加，我們可以看出h=8 mm相比于h=6 mm時(shí)變化很小。造成上述結(jié)果的原因是，葉柵通道渦的作用區(qū)域覆蓋了整個(gè)端壁附面層，也能在一定程度上影響主流區(qū)域的流動(dòng)，控制整個(gè)葉柵出口的氣流分布。從前面渦量云圖得出，流向渦的強(qiáng)度主要由渦流發(fā)生器的高度決定，而流向渦與通道渦相互作用使得通道渦向葉柵中部偏轉(zhuǎn)，在流向渦一定強(qiáng)度范圍內(nèi)流向渦的強(qiáng)度越大，通道渦向葉柵中部的偏轉(zhuǎn)越明顯，使得出口處的流動(dòng)更加趨于理想狀態(tài)，而流向渦的強(qiáng)度進(jìn)一步增強(qiáng)時(shí)，由于該渦在出口處還未完全消散，使得其作用區(qū)間的流動(dòng)發(fā)生扭曲，這不利于改善出口處的流動(dòng)。從出口氣流角的改善情況看，渦流發(fā)生器的高度為6 mm和8 mm時(shí)效果較好。

圖7 不同高度下葉柵出口氣流角分布

總壓損失是衡量葉柵流動(dòng)損失的重要指標(biāo)之一，圖8為安裝不同高度渦流發(fā)生器前后，葉柵出口節(jié)距平均質(zhì)量總壓損失系數(shù)的展向分布和整個(gè)截面的質(zhì)量平均損失系數(shù)?？倝簱p失系數(shù)的定義如下：

(2)

考慮渦流發(fā)生器最優(yōu)高度時(shí)，既要考慮其產(chǎn)生的流向渦對(duì)通道渦及端壁附面層的抑制效果，同時(shí)也要考慮渦流發(fā)生器自身帶來的附加阻力等損失。對(duì)比圖8(a)，與基準(zhǔn)葉柵相比，在近端壁0.1葉高范圍內(nèi)隨著渦流發(fā)生器高度的增加，附加損失也不斷增加。0.1～0.25葉高范圍內(nèi)h=6 mm和8 mm的改善效果更好。對(duì)比整個(gè)出口截面的質(zhì)量平均總壓損失如圖8(b)，渦流發(fā)生器的高度為4 mm時(shí)，與其帶來的附加損失相比，整體改善效果最好，此時(shí)總壓損失降低了6.61%。

(a)節(jié)距平均質(zhì)量總壓損失分布

2.2 渦流發(fā)生器長寬比的優(yōu)化

對(duì)比渦流發(fā)生器寬度變化時(shí)出口截面的氣動(dòng)參數(shù)，如圖9(a)和圖9(b)所示，渦流發(fā)生器的長度不變、寬度變化時(shí)，出口截面的總壓損失和氣流角的分布影響很小。表2中,對(duì)比渦流發(fā)生器僅寬度變化時(shí)出口截面質(zhì)量平均總壓系數(shù)。渦流發(fā)生器寬度為6 mm時(shí)損失降低的最多，達(dá)到了7.01%。因此確定了渦流發(fā)生器的最佳長寬比為3∶1。

(a)節(jié)距平均質(zhì)量總壓損失分布

表2 不同長寬比計(jì)算結(jié)果

2.3 渦流發(fā)生器最優(yōu)幾何尺寸的確定

分析圖10(a)出口截面平均總壓損失分布曲線，基準(zhǔn)情況下由于出口處流動(dòng)紊亂造成附面層內(nèi)流動(dòng)發(fā)生畸變。而添加渦流發(fā)生器后改善了附面層內(nèi)的流動(dòng)，在5%～30%葉高之間的流動(dòng)得到了明顯的改善，損失明顯減少。而對(duì)于5%葉高以下?lián)p失增加是由于渦流發(fā)生器本身構(gòu)造帶來的附加損失。對(duì)比三種方案，在近端壁區(qū)域渦流發(fā)生器l=12 mm時(shí)造成的附加損失明顯小于其他兩種方案，而在靠近葉展中部區(qū)域內(nèi)三種方案的控制效果區(qū)別很小。對(duì)比四種方案出口氣流角分布圖10(b)，渦流發(fā)生器的長寬尺寸的變化對(duì)出口氣流角影響較大，其中l(wèi)=18 mm和l=24mm時(shí)控制效果最好。但是根據(jù)表3綜合考慮葉柵出口截面氣動(dòng)性能的改善效果，l=12 mm、b=4 mm時(shí)優(yōu)化結(jié)果最好，使得出口截面的質(zhì)量平均總壓損失降低了7.82%。

(a)節(jié)距平均質(zhì)量總壓損失沿葉高分布

表3 葉柵出口質(zhì)量平均總壓損失系數(shù)

2.4 攻角特性對(duì)比分析

2.4.1 內(nèi)部流場(chǎng)

圖11為不同攻角下，采用渦流發(fā)生器前后葉柵吸力面和端壁流線分布圖。由于通道中的橫向壓力梯度及流向方向的逆壓梯度的存在，在吸力面靠近尾緣區(qū)域流動(dòng)發(fā)生分離。并且隨著攻角的增加，端壁和吸力面交接處分離點(diǎn)提前，分離區(qū)的面積逐漸增加，其中攻角為8°時(shí)，分離區(qū)相對(duì)高度達(dá)到35%。在所有攻角情況下，渦流發(fā)生器都在不同程度上縮小了分離區(qū)的面積，同時(shí)吸力面分離點(diǎn)更靠近尾緣，這表明渦流發(fā)生器對(duì)偏轉(zhuǎn)端壁橫向流動(dòng)和通道渦向吸力面發(fā)展起到了很好的作用。

(a)8°攻角

對(duì)比原型不同攻角下端壁附近渦量云圖，端壁附面層在橫向壓力梯度下從壓力面向吸力面移動(dòng)，與吸力面附面層相互作用產(chǎn)生分離。隨著攻角的增加，葉柵前緣馬蹄渦吸力面分支得到加強(qiáng)，在并入通道渦時(shí)使得通道渦的強(qiáng)度增強(qiáng)，渦核更加靠近葉展中部，同時(shí)攻角的增加也增厚了葉柵前緣附面層厚度，因此通道渦在向尾緣移動(dòng)時(shí)攜帶了更多的低能流體，這明顯加劇了角區(qū)分離。渦流發(fā)生器產(chǎn)生的流向渦將主流區(qū)域的高能量流體卷吸進(jìn)附面層，增加了附面層內(nèi)的低能流體的摻混和激勵(lì)，同時(shí)還明顯地偏轉(zhuǎn)了端壁附面層和通道渦向吸力面的橫向移動(dòng)，在不同攻角下，渦流發(fā)生器都在不同程度上削弱了靠近吸力面的角區(qū)分離區(qū)。需要指出的是，渦流發(fā)生器產(chǎn)生的流向渦，不僅受到渦流發(fā)生器尺寸的影響，同時(shí)也受到來流條件的影響。Anderson B H[12]等指出，高馬赫數(shù)下，流體流經(jīng)渦流發(fā)生器產(chǎn)生的尾渦強(qiáng)度增加，更不容易消散，在下游能夠保持更長的距離。由于渦流發(fā)生器靠近吸力面且位于葉柵通道內(nèi)部，攻角增大時(shí)，渦流發(fā)生器前緣來流在一定程度上受到葉柵前緣的干擾，產(chǎn)生的流向渦強(qiáng)度變?nèi)?，且大攻角下通道渦強(qiáng)度相比小攻角下更強(qiáng)，使得小攻角下渦流發(fā)生器的作用效果更強(qiáng)。

圖13為不同攻角情況下，有無渦流發(fā)生器時(shí)葉柵表面2%葉高的靜壓系數(shù)分布。攻角增加時(shí)，吸力面表面靠近前緣的靜壓系數(shù)下降更明顯，因此逆壓梯度增加，這導(dǎo)致吸力面靠近尾緣部分更容易產(chǎn)生分離，從圖11和圖12也能夠證明這一點(diǎn)。不同攻角下渦流發(fā)生器都使得葉柵負(fù)荷較原型有所增加，在大攻角下這種趨勢(shì)更為明顯，這表明在葉柵的工作區(qū)間內(nèi)渦流發(fā)生器的存在能夠增強(qiáng)葉柵的擴(kuò)壓能力。

(a)8°攻角

(a)-8°攻角

2.4.2 出口截面性能參數(shù)

圖14為葉柵出口截面總壓損失分布，渦流發(fā)生器對(duì)端壁橫向流動(dòng)和通道渦的偏轉(zhuǎn)，重新分布了靠近端壁處的尾跡損失。而對(duì)靠近葉展中部損失分布的影響很小，正如圖14(b)所示。渦流發(fā)生器改善損失的作用區(qū)間主要集中在0.06～0.3葉高，而在0～0.06葉高部分損失有所增加。同時(shí)，由圖14(b)攻角為8°時(shí)計(jì)算結(jié)果可知，渦流發(fā)生器使得靠近葉展中部的損失稍微有所增加。對(duì)比分析圖14(a)和14(b)，原型損失隨著攻角的增大而增加，渦流發(fā)生器降低了尾緣靠近吸力面的損失，同時(shí)靠近通道中間部分的損失有所增加。在負(fù)攻角情況下，由于原型出口截面靠近吸力面尾緣損失較小，而渦流發(fā)生器對(duì)該部分的損失“過分偏轉(zhuǎn)”，因此在降低了靠近吸力面高損失區(qū)域面積的同時(shí)也增加了靠近葉柵通道中間部分的損失。而正攻角情況下，由于渦流發(fā)生器產(chǎn)生的流向渦強(qiáng)度較弱，還未達(dá)到出口截面就幾乎消散，因此未能足夠削弱靠近吸力面尾緣高損失區(qū)。

8°攻角

2.4.3 總體性能參數(shù)

圖15展示了基準(zhǔn)葉柵不同攻角下的出口截面質(zhì)量平均總壓損失系數(shù)ω和采用渦流發(fā)生器后標(biāo)準(zhǔn)化的總壓損失系數(shù)差值Δω/ω。正如前面渦量云圖所示，正攻角下渦流發(fā)生器產(chǎn)生的流向渦強(qiáng)度變?nèi)酰瑢?duì)邊界層的激勵(lì)和摻混及對(duì)橫向流動(dòng)和通道渦的偏轉(zhuǎn)作用變?nèi)?，而?fù)攻角下渦流發(fā)生器產(chǎn)生的流向渦強(qiáng)度較高，達(dá)到出口截面時(shí)仍未消散，這帶來了更多的附加損失。在設(shè)計(jì)點(diǎn)處渦流發(fā)生器的作用效果最好，隨著正負(fù)攻角的增大，損失降低程度下降，其中攻角達(dá)到-8°和8°時(shí)損失較原型分別下降了1.91%和5.29%。

圖15 基準(zhǔn)葉柵出口截面總壓損失和安裝渦流發(fā)生器后總壓損失相對(duì)差值在不同攻角下的變化曲線

3 結(jié) 論

采用微型斜坡型渦流發(fā)生器控制壓氣機(jī)葉柵內(nèi)橫向二次流，對(duì)帶有不同結(jié)構(gòu)參數(shù)渦流發(fā)生器的壓氣機(jī)葉柵進(jìn)行了數(shù)值研究。結(jié)論如下：

1)渦流發(fā)生器尾緣產(chǎn)生的流向渦與通道渦旋向相反，在與通道渦和附面層相互作用時(shí)使得通道渦以及端壁橫向流動(dòng)向葉柵通道中部偏轉(zhuǎn)。同時(shí)，渦流發(fā)生器安裝在葉柵通道內(nèi)部本身能夠在阻擋附面層從壓力面向吸力面遷移方面起到一定作用，從而減少附面層低能流體向吸力面角區(qū)的聚積。

2)在選取的幾何參數(shù)上，渦流發(fā)生器高度的改變對(duì)控制效果的影響最為明顯。究其原因，渦流發(fā)生器產(chǎn)生的流向渦的強(qiáng)度主要受高度影響。高度太低時(shí)產(chǎn)生的流向渦強(qiáng)度太低，還未到達(dá)出口早已消散，從而對(duì)附面層橫向流動(dòng)以及通道渦的阻擋效果不明顯，沒有明顯削弱角區(qū)分離。而渦流發(fā)生器的高度太高時(shí)，流向渦強(qiáng)度太強(qiáng)在出口截面處還未消散，這對(duì)出口處的流動(dòng)是不利的。因此本文中渦流發(fā)生器最優(yōu)高度為4 mm，約為當(dāng)?shù)馗矫鎸雍穸鹊?0%。

3)在葉柵通道內(nèi)放置渦流發(fā)生器能夠有效改善葉柵出口性能參數(shù)的分布。從葉柵出口截面的渦量云圖分布、總壓損失分布以及出口氣流角分布情況綜合來看，可認(rèn)本文最佳渦流發(fā)生器的幾何尺寸為h=4 mm、l=12 mm、b=4 mm。在此方案中，總壓損失減小了7.82%。

4)渦流發(fā)生器對(duì)二次流動(dòng)的控制效果在設(shè)計(jì)點(diǎn)處最好。隨著正負(fù)攻角的增加，流向渦及渦流發(fā)生器本身的作用效果受到削弱，總壓損失降低程度不斷減弱。其中，攻角達(dá)到-8°和8°時(shí)，損失較原型分別下降了1.91%和5.29%。