压气机作为航空燃气涡轮发动机的三大核心部件之一,主要工作在逆压力梯度环境下,其内部的流场结构十分复杂,极容易发生三维流动分离并产生强烈的二次流动,在增加总压损失的同时降低了压气机的增压能力,影响其气动性能与工作稳定性。现代航空发动机高推重比、高效率、低耗油率的发展趋势对压气机的单级负荷提出了更高的要求,势必会加剧叶栅内部的流动分离,因此,需要采取一定的流动控制手段对压气机的内部流动进行控制。本文以进口马赫数Ma=0.67的某高速平面扩压叶栅为研究对象,采用射流旋涡发生器对其进行流动控制。射流旋涡发生器为贯穿叶片的等直径圆孔结构,利用吸力面与压力面之间的压差产生射流,通过射流与主流之间的夹角诱导产生旋涡结构,属于被动流动控制技术,相比于传统的流动控制手段具有结构简单、低能耗、高效率等优势。数值研究结果表明,在合适的射流位置和角度参数下,射流旋涡发生器能够在流场中诱导产生与壁面涡旋向相反的射流旋涡。射流旋涡与栅内的涡系结构相互作用,可有效促进叶片表面附面层与主流之间的动量交换,降低叶栅损失。一方面,射流旋涡通过其下洗作用将主流的高动量流体输运至吸力面近端区的附面层内,推迟了角区流动分离、缓解了流动堵塞,从而降低叶栅端区的流动损失;另一方面,射流旋涡的上洗作用促进了叶栅中径区域流体的掺混,促使壁面涡近中径分支沿展向迁移,小幅度恶化了中径侧的气动性能,射流旋涡的总体控制效果取决于其上/下洗区的综合作用。本文还重点讨论了设计冲角下射流旋涡发生器的轴向位置、偏角和高度对其流动控制效果的影响,总结了叶栅气动性能和流场特性随射流参数的变化规律。当射流沿轴向距叶片前缘40%B_x、沿展向距端壁15%H、射流偏角β=60°时,其降低叶栅流动损失的效果最佳,损失相对降低量可达到5.2%,而射流流量仅相当于叶栅进口流量的0.27‰。为了验证被动流动控制技术在变工况条件下的有效性,进一步研究了射流旋涡发生器在来不同来流冲角下对叶栅内流场以及叶栅气动性能的影响。对比分析了变工况条件下不同射流参数对射流旋涡控制效果的影响,并基于选定的射流参数,讨论了来流冲角对射流旋涡控制效果的影响。研究结果表明,射流旋涡发生器具有良好的变工况适应特性,来流冲角i=2°时最多可使叶栅总压损失降低7.8%。在实际应用中,应根据叶栅内的流动特性并综合叶栅流场的变工况特性选取射流参数,使射流出口位于靠近分离线的分离区上游,轴向分速度指向流道下游、展向分速度指向叶展中部,并沿展向对准流道内紧贴吸力面的高损失区。