汽车工业不断的发展,石油燃料的日益短缺和大气环境的逐渐恶化向当今车用内燃机提出严峻的挑战。涡轮增压技术由于其在燃油经济性及排放特性等方面的优势得到了广泛的应用,尤其是装有可调向心涡轮的增压器因能在全工况范围内实现与发动机良好匹配的优势而备受关注。目前,针对可调向心涡轮内部流动机理的研究主要集中在导流叶片叶端间隙泄漏流及转子叶片表面气动载荷方面,而关于可调向心涡轮中内部导流叶片叶端间隙泄漏流、尾迹、激波以及与下游转子之间的干涉流动研究相对较少,相关的干涉模型也并不完善。此外,针对可调向心涡轮内部激波调制方面的研究尚未见公开发表的文献。因此,对可调向心涡轮中内部流场各种非定常干涉规律和导流叶片尾缘激波弱化的研究,具有一定的学术价值和工程应用前景。本文针对某可调向心涡轮在稳态进气和脉冲进气两种条件下,涡轮内部非定常流动特性展开研究。同时,为了调制导流叶片尾缘激波强度,提出了一种导流叶片修型方法,取得的主要研究成果如下:(1)通过对不同导流叶片间隙尺寸的涡轮内部非定常流动特性的研究,得到了导流叶片叶端间隙泄漏流流动形态、激波强度变化规律、尾迹与泄漏流之间的干涉程度、转子叶片压力波动叠加激励机制与导流叶片叶端间隙尺寸之间的关联关系。结果表明:导流叶片叶端间隙泄漏流流出间隙后以泄漏涡和泄漏射流两种不同流动形态向下游输运,泄漏流流出间隙后与主流发生干涉形成泄漏涡,并推动主流远离导流叶片吸力面,使下游泄漏射流不与主流发生干涉;随着导流叶片叶端间隙增大,泄漏涡范围减小,泄漏射流范围增大。导流叶片叶端间隙泄漏流与相邻尾迹发生干涉时,将使导流叶片尾迹形态由“直线型”变为“C型”;受泄漏涡的影响,导流叶片尾缘激波强度随导流叶片叶端间隙增大呈现“先增强后减弱”的变化趋势;导流叶片叶端间隙泄漏将诱导转子叶片前缘叶顶和叶根区域的压力出现大幅度波动,激波将诱导转子叶片前缘中间叶高区域出现激振。(2)通过对比分析20%和50%两种开度下可调向心涡轮内部非定常流场的变化,得到导流叶片开度变化对涡轮流动特性的影响规律,拓展了两种开度下转静叶片泄漏流量和泄漏损失的分布理论,并对比了两种开度下激波对导流叶片叶端间隙尺寸的敏感性。结果表明:导流叶片叶端间隙对小开度工况下的涡轮效率影响更为明显,随着导流叶片叶端间隙增大,20%开度下涡轮效率下降速度大于50%开度;转静叶片叶端间隙泄漏流量及泄漏损失均随各自叶片叶端间隙尺寸增大而呈现线性增加的趋势。在同一转静叶片叶端间隙尺寸下,20%开度时,导流叶片段的泄漏流量和泄漏损失大于50%开度,但在转子段,50%开度的泄漏流量和泄漏损失大于20%开度;随着开度增大,激波强度减弱,且在20%开度时,激波强度对导流叶片叶端间隙变化更为敏感。(3)通过对脉冲进气条件下的涡轮内部流场分析,得到了脉冲进口压力对导流叶片段泄漏流量和总压损失、导流叶片尾缘激波强度及转子叶片前缘载荷的影响规律,结果表明:导流叶片段泄漏流量和总压损失及激波随脉冲进口压力提高而线性增大,进口压力每提高10kPa,泄漏流量增加约2.9%,导流叶片段的总压损失增加约2.7%,激波增强约14%;转子叶片前缘载荷也随脉冲进口压力增加而线性上升,当脉冲进口压力提高50kPa时,转子叶片叶根前缘的载荷峰值增加约12.7%,中间叶高前缘位置的载荷峰值增加约24.9%。(4)为达到调制导流叶片尾缘激波强度的目的,提出了一种导流叶片修型方法,并设计了三种导流叶片叶型。通过探索导流叶片吸力面激波位置采用凹槽结构及重新设计的叶型对涡轮激波和泄漏流的影响,得到如下结论:导流叶片吸力面激波位置采用凹槽结构后,不仅能降低激波的强度,还可减小激波的影响范围,使下游转子叶片中间叶高位置因激波诱导的气动载荷峰值下降,有利于提高转子叶片的可靠性;重新设计的叶型通过改变导流叶片通道形状,使气流在导流叶片段的膨胀度降低,达到了降低导流叶片尾缘激波强度的目的。