随着计算流体力学的不断发展,越来越多的转静子交界面处理方法和湍流模型被应用于叶轮机械的数值计算中,然而不同的转静子交界面处理方法和湍流模型对叶轮机械数值计算精度具有较大的影响。本文以NASA Stage 35轴流式压气机为研究对象,在考查网格密度对计算精度影响的基础上,选取合适的网格密度开展了不同转静子交界面处理方法和湍流模型对压气机的数值计算影响的研究。在转静子交界面处理方法的对比分析中,对NUMECA新推出的二维无反射处理方法与常用的周向守恒型连接面和完全非匹配混合面处理方法进行了对比,探讨了三种混合平面法对NASA Stage 35压气机数值模拟的影响,结论如下:(1)对于绝热等熵效率的预测,二维无反射相对于周向守恒型连接面和完全非匹配混合面更接近实验值;对于总压比的预测,在靠近峰值效率点附近二维无反射预测精度高,而在失速工况附近二维无反射预测精度相对较低。(2)对比静子出口总压、总温、相对气流角和相对马赫数沿径向分布的计算精度,周向守恒型连接面和完全非匹配混合面预测效果相一致,但精度低于二维无反射计算结果。(3)对于交界面两侧总温和总压的径向分布预测,三种混合平面法都不能保证总压和总温的守恒,但是上、下游的总压和总温变化很小。(4)通过子午面熵云图和转子、静子中间截面熵值的径向分布对比分析得到,周向守恒型连接面和完全非匹配混合面熵值变化相一致,二维无反射熵增最小,说明二维无反射预测NASA Stage35压气机带来的损失小。(5)通过叶根、叶中以及叶尖截面的相对马赫数云图对比分析,发现在叶根和叶中截面上,三种方法精度一致;但在叶尖截面上,周向守恒型连接面预测的转子叶片吸力面气流分离更明显,完全非匹配混合面在下游静子通道内相对马赫数等值线更密集。在湍流模型对压气机的数值计算影响方面,研究了Baldwin-Lomax、Spalart-Allmaras、K-epsilon(Extend Wall Function)、K-epsilon(Low Re Yang-Shih)、Shear Stress Transport(SST)和EARSM六种湍流模型对NASA Stage35压气机数值模拟的影响,结论如下:(1)通过阻塞点、峰值效率点、失速点三种典型工况下的流量、总压比和绝热等熵效率计算结果的对比分析可知,不同工况下各个湍流模型预测精度不同,无法确定NASA Stage35压气机数值模拟的最佳湍流模型。(2)从阻塞点到失速点的多工况计算结果表明,Spalart-Allmaras模型和SST模型计算精度相对较好。(3)通过对阻塞点、峰值效率点、失速点三种典型工况下径向性能参数分析可知,SST模型计算精度总体上好于Spalart-Allmaras模型。(4)通过对近失速工况下0.99叶高处相对马赫数云图对比分析可知,Baldwin-Lomax模型预测的激波强度最强,K-epsilon模型预测激波强度较弱;六种湍流模型在转子近压力侧和靠近转子、静子尾缘处都出现了低能区,其中Baldwin-Lomax、SST和Spalart-Allmaras较小,K-epsilon模型低能区范围最广。(5)通过对近失速工况下转子吸力面极限流线图对比分析可知,K-epsilon(Low Re Yang-Shih)模型在叶顶发生了完全分离,而其他五种模型在叶顶处发生了分离,但流动很快再附。