现代航空压气机主要为多级轴流跨声速压气机,主要特点是高级压比、高叶尖切向速度、高气动负荷,其中压气机的工作稳定性对整个发动机正常运转具有至关重要的作用。压气机内部流动复杂,叶尖区域存在泄漏涡和激波的共同作用会导致压气机失稳以及流动损失。周向槽机匣处理作为一种结构简单、扩稳效果明显且可靠性较高的被动扩稳技术,广泛被应用在现代航空发动机中。本文在跨声速压气机Rotor 37转子光壁机匣基础上,从实际应用出发,设计出6种不同阶梯状子午截面周向槽处理机匣。通过计算流体力学仿真软件,数值模拟了多种工况下压气机工作状态,对光壁和处理机匣下转子的叶顶流场进行了分析,探究了处理机匣提高压气机稳定裕度的机理。最后选取凹型处理机匣改变不同叶尖间隙高度,简要分析了不同叶尖间隙对带阶梯状处理机匣的跨声速压气机转子稳定性的影响。经过数值模拟得到:6种设计方案大幅度提高了压气机的稳定裕度,其中凹型状周向槽处理机匣的扩稳效果最为明显且效率损失最低。叶顶泄漏涡破碎和边界层分离引起的失速是压气机失稳的根本原因,其中叶顶泄漏涡破碎导致的流场堵塞是主要原因。周向槽与主流通道交接面的径向速度反映了槽内部的动量、流量交换,也体现了周向槽改善压气机叶顶堵塞的过程,间隙的轴向负动量反映出了压气机流场的堵塞程度。最后进一步研究表明,叶尖间隙的大小也是影响稳定裕度与效率的重要因素,凹型处理机匣在中等叶尖间隙下取得最大稳定裕度,但效率有所下降。