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高负荷对转轴流压气机叶尖区流动结构复杂,上游转子尾迹涡和泄漏涡与下游转子外伸激波、叶顶泄漏流相互作用,对下游转子叶尖区气动性能和稳定性有较大影响。建立设计阶段预估上游转子尾迹涡级间迁移轨迹的方法并基于此阐明尾迹涡级间迁移特性对下游转子叶顶泄漏流的影响机理,将有利于高负荷对转压气机设计参数的选取,进而提升其气动性能和稳定性,大幅度地缩短设计周期。为此,本文围绕上游转子尾迹涡对下游转子叶顶泄漏流影响开展研究,以期建立上游转子尾迹涡和泄漏涡级间迁移轨迹的无量纲准则关系式,并阐明上游尾迹涡对下游转子叶顶泄漏流损失及非定常波动的影响机制。本文针对设计阶段预估尾迹涡迁移路径的需求开展S1流面非定常数值模拟研究,探索了上游转子尾迹涡脱落机制,及其与下游转子外伸激波扫略上游转子尾缘频率之间的关系。明晰了上游转子尾迹涡级间迁移的影响因素,并基于此,建立了尾迹涡级间迁移轨迹的无量纲准则关系式。结合一维预估、通流计算和激波模型,探寻了设计阶段预估尾迹涡级间迁移轨迹的方法,预估值与数值模拟值偏差为3.5%,可为设计阶段轴向间隙的选取提供理论依据。其次,针对上游转子尾迹涡在叶尖区迁移特性开展研究,阐明了下游转子外伸激波对上游转子叶表载荷的影响规律,以及尾迹涡脱落时,上游转子叶顶泄漏流对下游转子外伸激波相对参照叶片周向距离的影响规律。此外,阐释了上游转子叶顶泄漏流对尾迹涡形态及迁移路径的影响机制,并评估了S1流面下建立的尾迹涡级间迁移轨迹的无量纲准则关系式在叶尖区的适用性。再其次,从尾迹涡迁移路径出发,揭示了上游转子尾迹涡对下游转子叶顶泄漏流损失的影响机制,并针对尾迹涡和泄漏涡迁移路径对叶顶泄漏流损失影响开展研究,阐明了上游转子泄漏涡和尾迹涡迁移路径变化对下游转子叶顶泄漏流的影响机理,结论表明尾迹涡减小了二次泄漏流损失及泄漏涡沿下游转子通道中间迁移时,减小了结尾激波、二次泄漏流损失,对叶尖区气动性能改善最多。最后,针对尾迹涡对叶顶泄漏流非定常波动影响机制开展研究,阐明了小叶顶间隙叶顶泄漏流非定常波动机理及尾迹涡抑制其非定常波动机制。结论表明,小叶顶间隙下,叶顶泄漏涡破碎触发叶尖区非定常波动;尾迹涡影响下,叶顶泄漏流出现非定常波动时需要更高的叶顶泄漏流与主流的动量比。