国内外对叶轮机械叶栅的损失机理已经进行了比较深入的研究,对损失产生的物理机制也有了比较深刻的认识。虽然目前压气机叶型的设计已经达到相当高水平,但叶型几何参数的优化与改进对叶栅气动性能的影响也仍然有较大发展的空间,以求进一步减少叶栅内的流动损失,将叶轮机械的效率提高到新的水平。本课题以某型压气机的跨音速叶栅为研究平台,以提高叶栅静压增压比,减少叶栅流动损失为目标。运用数值模拟的方法,从叶栅的速度特性和攻角特性两方面入手,首先对比传统叶栅圆形前缘,研究了不同的椭圆形前缘叶栅前缘附近的流动情况以及对跨音速叶栅整体气动性能的影响。之后又针对叶栅叶型中弧线最大弯度这一叶型几何参数,研究其相对位置的变化对跨音速叶栅通道内激波的位置、激波的强度、激波附面层之间的干扰、以及激波后附面层的发展与分离的影响,概括阐述了气动性能产生变化的机理。通过计算,对比原型叶栅相应工况下的气动参数可以发现,椭圆形前缘叶栅明显降低了叶型前缘吸力面速度峰值,对整个叶型附面层的发展变化有积极的影响,提高了叶栅整体气动性能。而将叶型中弧线最大弯度位置向后缘移动,能够有效降低叶型吸力面激波强度,抑制激波附面层之间的相互干扰,进而有效降低了叶型损失。大幅提高了叶栅在高速来流工况下的气动性能。这样一来扩大了压气机稳定工作的范围。