飞机在机场起飞、着落时，进入发动机的空气含有的尘土、沙石、杂草和冰雪等异物颗粒，而这些异物颗粒进入发动机时，将有可能造成发动机故障，直接影响发动机的可靠性和使用寿命，并间接影响飞机的综合作战能力和飞行安全。尤其是在野外机场起飞着落时，大型运输机和直升机吸入这些杂质颗粒的可能性将大大增加。本文以沙粒在涡扇发动机风扇叶片通道中的运动规律为研究课题，通过单颗粒沙粒轨迹的统计结果来获得沙粒群飞出外涵道的比例，此方法为航空发动机进气部件设计提供参考，使得沙粒进入发动机核心机的比例尽量减小。为了得到大量沙粒运动轨迹的统计结果，本文对沙粒采用球状模型假设，并使用确定性颗粒轨道模型计算沙粒在流场中的运动轨迹。其中，沙粒轨迹数值计算主要考虑沙粒在流场中的运动以及沙粒与金属壁面的碰撞。具体研究方法为：将带进气锥的风扇叶片气流通道的CFD结果经后处理导入MS SQL Server数据库管理系统中，从而得到流场通道的网格节点流动参数数据库表；再进行一系列不同初始条件下沙粒模型与金属壁面的数值模拟，得到沙粒与金属壁面碰撞的碰撞与反弹模型数据库；当沙粒模型在流场中运动时，本文采用一种插值球的方法来计算当前位置的气动参数，即选取沙粒模型为球心，并以一定距离为半径的插值球范围内的流场网格点数据进行加权平均，从而计算出沙粒模型在当前位置的加速度大小和方向，并计算出沙粒模型在一定时间步长后的位置和速度；当沙粒与气流通道金属壁面碰撞时，根据碰撞与反弹数据库表进行差值，得到沙粒模型反弹后的位置和速度。利用VC++平台得到计算沙粒在风扇叶片气流通道中运动轨迹的面向对象应用程序。由于数据库技术的运用，大大简化了数据的存储和查询进程，使本文所用轨迹计算软件可以在调用大量数据的情况下几秒内即可完成单个粒子轨迹的计算。在一般计算条件下，该软件可以迅速得实现单个沙粒模型运动轨迹的可视化，并得到沙粒群在气流通道出口截面的分布情况。通过本文的研究，得到了以下一些结论：沙粒在流场中所受的曳力和沙粒与气流通道壁面的碰撞是影响沙粒运动轨迹的重要因素，其它各力的影响可以忽略不计。沙粒在流场中运动时主要受到流场曳力的影响，这是沙粒模型产生随流运动特性的主要原因；沙粒在叶片气流通道运动过程中很大可能与进气锥、叶片、内外机匣等金属壁面碰撞，这将很大程度改变沙粒模型原有的运动轨道。当沙粒模型与金属壁面碰撞时，随着入射角的增大，碰撞产生的能量损失越大，反弹速度越小；由于碰撞相对速度比较大，接触时间很短，运动金属壁面与沙粒模型间的摩擦力对沙粒运动轨迹的影响较小。在一定范围内，不同沙粒粒径在流场中的受力情形有很大不同，而在与金属壁面进行碰撞时影响不大。研究固体颗粒在气流通道中的运动规律一直以来是固体颗粒分离装置研究的重要课题，由于风扇叶片通道中的强旋转湍流流场较有代表性，通过本课题的研究，可以提供了一种快速准确得到颗粒在复杂气流通道中运动规律的方法，并运用到其他相似类型的气流通道模型的研究中。