本研究针对中压二氧化碳工质,以计算流体力学（CFD）模拟方法分析工质物性、几何参数以及轴向流动对流场和风摩损耗的影响。针对风摩损耗现象,本研究开展广泛的调研,选取雷诺应力模型进行模拟计算,将模拟值与Bilgen＆Boulos风摩损耗关系式计算值以及实验值的进行对比,以验证模拟方法对风摩损耗问题的适用性。根据模拟结果,在没有轴向流动的定物性工况下,风摩损耗随着工质温度的升高而减小,随着工质压力、转子转速的升高而增加;在以上情况下,Bilgen＆Boulos风摩损耗关系式均能提供准确的预测。但当气腔间距宽度范围超过关系式的预测范围时,关系式的预测准确性下降。表面粗糙度以及轴向流动会显著增大风摩损耗,而关系式未能考虑上述影响因素。对于以上两种情况,本研究均根据模拟结果,提出了修正系数关系式以对Bilgen＆Boulos风摩损耗关系式进行修正,并将修正后的关系式计算值与模拟值进行了对比,相对误差不超过±10%,验证了修正关系式的准确性。研究中,还引入了黏性加热过程,以模拟气腔内风摩损耗导致的温度变化。模拟结果显示,风摩损耗会使得工质温度在轴向方向上线性升高,进出口温差随着轴向流速的增加而减小。对这类工况进行应力分析,结果显示,因热量产生的形变在轴向方向上逐渐加剧,并在径向方向上均匀分布;而转子应力值小于转子材料的许用剪切应力,能够在中压二氧化碳工质下安全运行。本研究可为在中压二氧化碳工质下运行的涡轮机械风摩损耗预测提供参考。