1、現(xiàn)代航空發(fā)動機的大推重比特性使得其渦輪部件的工作負荷更高、氣流馬赫數(shù)與子午流道擴張角更大，同時，壓氣機單級壓比也更大，這就意味著航空發(fā)動機葉輪部件內部流動將極端復雜，包含大尺度分離、轉捩以及激波與邊界層干涉等多種復雜流動結構。因此，在CFD技術已然成為葉輪機械氣動設計與流動分析主流手段的今天，發(fā)展具有較強間斷捕捉能力、良好粘性結構分辨率并具備較強普適性的數(shù)值計算程序具有重要意義，而計算機性能的快速發(fā)展使得大渦模擬在葉輪機械領域內的工程化

2、應用成為可能。在此背景下，本文從以下方面展開研究：
　?。?）本文基于有限差分方法，將N-S方程的笛卡爾變量投影至任意曲線坐標系下進行求解，編制了針對可壓縮流動的LES數(shù)值計算程序。程序采用時間推進法進行計算，內嵌的空間離散格式為3階及5階精度的WENO格式，并使用AUSM+-up和Steger-Warming兩種分裂方式構造無粘通量，時間格式為預估-校正LU-SGS方法，并與2階精度雙時間步法結合，以期模擬非定常流動。程序使用的

3、亞格子模型為動力Smagorinsky渦粘模型。本文設計了數(shù)值計算程序的底層架構，并對其進行模塊化封裝，編制了通用的邊界條件計算例程。
　?。?）本文使用編制的CFD程序對二維前向臺階激波反射流動展開模擬，比較不同離散格式和矢通量分裂方式捕捉激波的能力，考察了程序和數(shù)值方法針對具有復雜間斷結構的超音速流場的計算性能。本文對二維凸包通道內的亞、超音速無粘流動和二維縮放噴管內的超音速層流流動分別展開模擬，所得結果與文獻中的計算或實驗結

4、果符合較好。計算了激波與平板層流邊界層的干涉流動，獲得的得平板壓力分布與文獻中實驗數(shù)據(jù)很好相符，流場中的激波反射、分離、再附等復雜流動結構得到清晰捕捉，并對不同求解格式的收斂特性進行了評估。上述算例使本文所編制數(shù)值計算程序的可用性得到驗證。
　　（3）本文對NACA65平面擴壓葉柵在不可壓及亞音速工況下的內部流動展開大渦模擬，所得翼型表面時均壓力系數(shù)分布與經典文獻中的實驗結果符合較好，證明了程序使用LES方法計算葉輪機械內部流動的