大型涡扇发动机做为客机和大型运输机的主要动力，在航空发动机领域占据着重要的低位，随着科技的发展，对大型涡扇发动机的性能以及技术要求越来越高，低压涡轮作为大涡扇发动机的动力来源之一，为风扇和低压压气机提供必要的动力，并且低压涡轮的重量占整个航空发动机的三分之一，多级高负荷低压涡轮的在气动设计方面为该问题提供了一个研究方向，并且已经在实际的航空发动机中得以应用，效果明显。本文的工作主要就是针对大型涡扇发动机的多及低压涡轮进行气动优化设计改进并对低压涡轮中的一些问题进行研究分析。本文首先对原型的五级低压涡轮的气动设计特点从一维、准三维S2和全三维CFD的三个层面进行计算分析，对原型的低压涡轮的总体性能参数，参数的选择，三维流场以及该低压涡轮的气动设计特点有了一定的认识。对美国高效节能发动机计划的E3低压涡轮进行三维还原计算，对该低压涡轮的气动设计参数予以比较分析。其次本文以原型计算为基础和依据，对该低压涡轮的叶型进行了气动优化分析，鉴于有限的时间，气动计算的求解器选择工程上已经获得检验的准三维S2程序和拟子午型线回转变厚度S1薄片程序，叶片的造型方式采用两种方式，一种是涡轮设计中比较常用的Pritchard11参数法，另外一种商业软件NUMECA程序包中的AutoBlade。气动优化的结果最终会采用三维CFD计算校核。最终本文针对低压涡轮气动设计中的一些问题进行了单独的研究，其中包括低压涡轮第一级导叶在较大扩张角流道采用弯叶片技术的研究，第一级导叶低折转设计，以及通过正交试验设计对低压涡轮端壁冷气喷射的影响的研究。通过对这几个问题的研究，来寻求低压涡轮气动性能提升到方法。