格栅式反推装置是大型民用客机采用的最为有效的缩短飞机着陆滑跑距离的制动形式。目前我国大型民机反推装置缺乏独立研发能力。鉴于此,本文针对反推装置采用数值模拟结合风洞实验的手段,并采用优化设计方法,开展了从部件到整机的系统研究。首先,设计反推格栅实验件,在三种典型栅前马赫数工况下进行了实验与数值模拟的研究,获得了反推格栅的气动性能和流场特性,并验证校准了反推格栅数值模拟方法。其次,对反推格栅型线开发了参数化造型方法,以总压恢复系数和反推力为优化目标,建立了反推格栅气动仿真模型和优化设计平台,完成了不同稠度下反推格栅的优化设计工作。最后,开展了针对反推装置与进气系统的一体化数值模拟研究,完成了一体化计算的建模、网格生成和数值模拟,对两种周向角布局和四种典型飞机运动工况下的反推流场进行了对比分析,建立了一套针对反推装置与进气系统一体化数值模拟研究的流程与方法。本文主要结论如下:(1)反推格栅的数值模拟与实验结果对比表明,数值模拟较准确地实现了对反推格栅性能的预测;反推格栅出口总压恢复系数平均值最大相对误差小于1.3%,落后角平均值的绝对误差最大为1.64°。数值模拟存在一定误差的原因是流场中主要存在两处低速分离区,前缘区域的分离流动主要由正攻角导致,平头结构加重了该区域的分离;尾缘区域的流动分离主要是由平头结构决定。(2)反推格栅优化结果表明,进口气流角和出口气流角对反推气动性能影响较大;反推格栅前的过渡曲线适当缩短,与格栅入口角度一致时会使得反推格栅获得更好的性能;优化设计过程中,考虑叶栅前导流作用之后,其所获得的最优稠度有所降低。(3)反推装置与进气系统一体化的数值模拟研究表明,本文采用的周向角设计达到了避开飞机部件、减小风扇进口畸变、降低反吸入可能性与拓宽反推装置工作范围等目的,但不可避免地牺牲了部分反推力。当滑跑速度为60节时,周向角设计的反推力比不带周向角的情况降低了25.94%。