预旋系统是航空发动机空气系统的重要组成部分,其作用是为涡轮叶片提供高品质的冷气以提高发动机效率。本文采用数值模拟的方法,对轴向进气预旋系统的流路结构包括喷嘴、接受孔和盘腔进行设计和研究,分析预旋系统流场,探索关键结构对冷气品质的影响机理。本文提出了一种弯孔型预旋喷嘴,并和传统的直孔型喷嘴进行了对比;研究了弯孔喷嘴直径和径向位置对预旋温降和总压损失的影响。对接受孔带角度的预旋系统进行了研究,获得了接受孔角度、直径和径向位置对预旋温降和总压损失的影响,并对比了单排接受孔和双排接受孔预旋系统的流动特性。在转盘表面设置导流叶片,获得了导流叶片宽度和长度对预旋温降和流阻的影响规律。在本文的工况范围内,弯孔喷嘴的流量系数比直孔的高8.2%左右,带弯孔喷嘴预旋系统温降系数比带直孔喷嘴的高;预旋温降随喷嘴直径增大先增大后减小,喷嘴径向位置的增大有助于提高温降。预旋系统流量和温降均随着接受孔角度增加而增大;随着接受孔直径的增大,预旋温降和流量先增大后趋于平缓;随着接受孔径向位置的增大,预旋温降和流量先增大后减小。导流叶片对预旋系统的作用与旋转雷诺数大小有关;随着导流叶片宽度和长度增大,预旋系统温降和总压损失均增大。流量相同时,带弯孔喷嘴预旋系统温降和总压损失比带直孔喷嘴的低;双排接受孔预旋结构比单排接受孔有更高的温降和流阻;导流叶片有较大的增压作用,能够降低预旋系统的总压损失。