护风圈是发动机风冷系统的子部件之一,其设计好坏直接影响发动机冷却风扇的性能。本文以内插入式护风圈为研究对象,在计算流体力学仿真软件Fluent建立计算模型,研究了护风圈的布置形式和结构对环形风扇气动性能的影响,主要开展工作如下:首先对风扇开发设计的基本理论以及当前国内外冷却风扇开发方法作了简要论述。紧接着分别论述了风扇气动性能试验装置结构特点,比较不同试验装置优缺点以及分析得到了风扇气动性能试验中风扇的流量、静压、轴功率和静压效率的测量方法;建立了采用多参考系模型的发动机冷却风扇CFD计算方法,利用后处理软件分析了风扇叶顶速度矢量、流线、涡量云图等流场特性。基于建立的CFD仿真模型,分析了旋转区大小、旋涡分布区域网格质量以及叶片变形三个因素对风扇仿真计算结果的影响。比较不同尺寸旋转下仿真计算结果,给出旋转区大小选取方法和大小。利用多切片更为精确的显示了叶顶涡量的分布,探讨了强涡量区域网格好坏对计算结果影响。考虑叶片在高速转动下变形对气动性能影响,给出了变形对气动性能影响的计算方法。最后通过风扇气动性能试验,比较了风扇在内插入式护风圈和外插入式护风圈下气动性能,试验验证了采用内插入式护风圈配合的风扇在小流量点将出现明显失速现象。研究带有翅片的内插入式护风圈结构参数对风扇失速区气动性能影响,结果表明内插入式护风圈深入长度、恰当的翅片的倾斜角度以及翅片的高度对风扇在失速区的气动性能有一定影响。本文所论述的发动机冷却风扇CFD建模方法以及内插入护风圈的结构设计,为发动机冷却风扇工程开发提供有效的参考。