雨水是威胁飞机发动机稳定正常工作的重要因素之一。过量雨水的侵入,导致发动机性能发生恶化,出现失速、喘振、推力减小甚至熄火停车。现代适航条款要求航空发动机吸雨之后不熄火、不降转速或不发生不可恢复的喘振或失速等,以应对暴雨等恶劣天气。然而目前雨水对发动机性能影响机制问题还没有得到完全清晰的认识,为此,本文通过数值方法展开发动机压缩部件吸雨特性的研究。本文首先基于欧拉-拉格朗日两相流理论,考虑水滴的蒸发、破碎及碰撞等过程,利用源项构建水滴与气流间质量、动量及能量交换的双向耦合机制,并建立转子叶片表面水膜模型,用沙砾粗糙度来表征壁面水膜形态,分析了单转子压气机的吸雨特性;接着,基于HARIKA算法,加入气液两相流计算模块,开发了压气机气液两相流动一维计算程序,并分析了多级轴流压气机的吸雨特性。三维数值计算结果表明,由于水滴受到惯性力作用较强,水滴在压气机流道运动过程中有趋向叶栅压力面趋离吸力面的运动趋势,多数水滴与叶片压力面发生碰撞,较少水滴与吸力面发生碰撞,压力面上形成的水膜面积和厚度远大于吸力面;叶片压力面上的水膜主要分布在靠近前缘和叶顶区域,沿叶片轴向方向水膜厚度逐渐减小;在吸雨条件下,压气机的压升系数和等熵效率出现下降,数值结果与试验结果对比说明,水膜引起的边界层流动损失对压气机性能产生较大影响。一维数值计算结果表明,水的侵入增加了叶栅流场总压损失,压气机压缩耗功增大,导致多级压气机运行性能恶化,压气机进口质量流量、总压比和压缩效率出现下降,下降幅度随着吸雨量和水滴颗粒直径的增大而增加;水滴在压气机叶栅流道中的蒸发强度随着级数的增多而增大,小水滴的蒸发速率要大于大水滴;相较于干压缩,吸雨条件下压气机各级叶栅出口总温降低,在较小吸雨量下压气机各级气流工质密度增大,随着吸雨量的增加,气流密度增大幅度呈现降低的趋势,当吸雨量增大到一定程度时,气流工质的密度低于干压缩的情况;来流水滴导致压气机叶栅气流角发生变化,前面级转子叶栅攻角增大,后面级转子叶栅攻角减小,前后级转子攻角的变化使得压气机在运行过程中易发生喘振,这可能是多级压气机在吸雨条件下运行稳定性降低的主要原因,随着吸雨量和水滴颗粒直径的增加,攻角变化幅度增大,压气机发生喘振的可能性进一步增大。