随着对飞机机动性能要求的不断提高，作为航空发动机关键部件之一的风扇/压气机，其发展趋势是高负荷、高进口马赫数以及内外径沿着轴向变化很大的流路设计.近20年来，计算流体力学技术飞速发展，三维非定常的雷诺平均Navier-Stokes方程(RANS)模拟能力显著提高，但是跨声速压气机内部流场由于相当复杂，并且直接数值模拟(DNS)和大涡模拟(LES)又严重依赖湍流模型和网格数量，导致在跨声速多级轴流压气机的性能计算中并没有得到广泛的应用.虽然全三维数值模拟能够得到详细的流场信息，特性预估结果可信度高，但其计算量大，计算周期长，目前还难以在工程实践中得到广泛运用.作为准三维设计系统的主要组成部分，用S1流场计算技术对轴流压气机进行二维特性预估计，计算量小，计算周期短，并且如果选用合适的落后角和损失模型，其计算精度较高，完全能够满足实际工程的需要.
用流线曲率法预估轴流压气机非设计点的性能，只有在较为准确的落后角和总压损失系数确定后，才能获得较为准确的结果，所推导的控制方程是建立于简化模型基础上的，在落后角和损失模型中必须考虑瓢性、端壁流及二次流等实际流动的情况.如果能够准确预测出损失、落后角和堵塞系数，流线曲率法就能给出令人满意的计算结果来.但是，目前的一系列模型适用范围都比较小，在叶型弯角较大或者较小的情况下，预测误差较大，尤其是落后角. 本文在一系列落后角模型的基础上，发展了一套用于亚声速叶型平面叶栅(以下简称叶栅)的性能预测模型，通过实验验证了落后角模型的有效性;在此基础上，发展了一套适用于准三维轴流压气机落后角预测模型，并可在一定范围内推广到三维轴流压气机落后角预测，为进一步丰富和完善航空发动机的风扇/压气机设计体系提供了技术储备.
1.流场计算
本文采用时间相关有限体积法计算流场，计算中所采用坐标系是和叶栅一起旋转的轴对称的正交曲线坐标系，其坐标曲面分别为:回转的流面、和流面正交的回转面以及从轴线出发的子午面，在该坐标系下，支配叶栅通道中绝热、无瓢、可压缩流动的基本气体动力学方程积分形式.
2经验模型
利用流线曲率法估算轴流压气机(以下简称压气机)的性能，只有采用较准确的落后角模型才能获得比较准确的结果.国外的Boyer, Cetin,Dunham, Konig, Bloch等人，以及国内的曹人靖、吴虎、李景银、王掩刚等人对经验模型进行了大量的研究.
目前，大多数非设计状态模型都使用隐式或显式的方法.这样，设计和非设计状态下流入角的差异成为了最重要的变量.在压气机中，在10000转速线上标定一系列的流入角时，非设计状态损失通常围绕着设计点变化，面我们通常把设计点看作最小损失点.非设计状态最小损失落后角也是以同样的方法进行预测的.面在叶栅实验中，通常按照叶栅特性线来确定最小损失流入角，一般将最小损失点对应的攻角作为最小损失流入角.最小损失流入角所对应的状态定义为参考状态，本文我们称为设计状态，其攻角称为设计攻角，其他流入角状态定义为非设计状态.设计攻角为
3算例计算及结果分析
本文用4组叶栅进行了落后角设计状态与非设计状态的研究，叶型弯角涵盖范围较大.并对多组压气机不同级转/静子落后角进行数值计算与研究.
3. 1叶栅非设计状态落后角计算
每一组叶栅都选取两组马赫数工况.可以看出，修正的Creveling模型能较好地预测落后角，4组叶栅计算值与实验值比较吻合.对于弯角较大的叶型，当攻角为1U0时，预测出现了一定的偏差，实验的落后角反面呈减小趋势，这是因为攻角较大，再加上叶型弯角也大，导致叶背分离很大，出现分离涡，使得三孔针测量值反面减小.
4结论
本文对4组叶栅以及几组压气机进行了数值模拟与实验验证，通过分析可以得出以下结论:
1)对Cater模型重新修正后，叶型弯角适用范围更广，对于较大和较小的叶型弯角，该模型都得到了比较合理的结果，验证了本文建立的修正模型的有效性.
2)准确的设计状态落后角预测是非设计状态落后角预测的前提，本文对非设计状态落后角预测也取得了比较满意的结果.
3)本文把二维修正模型推广应用到三维压气机落后角的预测，从多组压气机不同级转子、静子的计算对比中可以看出还是比较吻合的，并且叶型弯角适用范围也比较广，可为造型设计和性能预测提供依据.
