3 CFD数值模拟
为提高计算精确度，计算的流体介质按照发动机排气的真实成分进行计算给出，主要由氮气（76％）、氧气（7％）、水蒸汽（8％）、二氧化碳（7%）组成，忽略其它微量杂质气体。根据涡轮箱进口不同压力、温度，查表得出各组份气体物性参数值，分别计算出喷嘴环两个状态下排气定压比热、动力粘度、导热系数、密度等综合物性参数。
计算采用湍流平均流Navier-Stokes方程结合湍流模型求解，湍流模型选用标准k-e模型；采用松弛因子迭代获得稳态解。
采用高阶精度格式对方程进行离散求解，平均残差小于0.0001或最大迭代次数超过1000次作为收敛判别准则。
通过设置交界面进行涡轮箱计算域和喷嘴环计算域数值传递。
采用亚音进口、亚音出口和绝热、无滑移壁面边界，进口给定燃气流量和燃气温度，出口给定燃气压力；采用默认初始条件进行计算[6]。
4 数值模拟结果分析
VNT涡轮箱喷嘴环数值模拟所得结果分析如下：
4.1 压力分布
压力分布如图3所示：喷嘴环通道气体流动完全符合渐缩喷管流动规律。沿气体流动方向，压力降低，速度增大；喷嘴将气流的一部分压力势能转化为动能，使气流得到加速。
大开度压力分布
小开度压力分布
大开度沿相对弦长压力分布
小开度沿相对弦长压力分布
图3 不同开度压力分布
喷嘴环叶片前缘附近，大开度时，喷嘴环流通面积较大，具有相当厚度的前缘对气流阻挡明显，使气流在此处滞止，使得相对压力较高，即喷嘴环叶片前缘逆流部分压力比周围压力要高；而小开度时，流通面积较小，气流在近似平行的两平板间流通，前缘对其流动几乎不存在影响。
喷嘴环尾缘附近，由于叶片出口较薄，虽经处理仍为近似尖端，叶背和叶盆气流在此处交汇，相互干扰形成损失，从而使该处减速增压。
4.2 温度分布
温度分布如图4所示：自入口至喷嘴环出口，温度逐渐降低，温度降低引起气体焓的降低，该部分焓降用来转变为气流宏观动能，达到加速目的。
大开度温度分布
小开度温度分布
图4 不同开度温度分布
与压力分布相似，大开度时，叶片前缘也存在局部高温区，这是由于气流在前缘发生滞止，气流动能转化为内能，引起局部温度的升高；小开度流道通畅，未有该现象发生。而在尾缘由于气流撞击损失引起减速增温。
