航空发动机技术指标中对推重比的要求日益提升,压气机级压比也随之越来越高。在压气机叶栅中强烈的逆压力梯度和端壁二次流作用下,角区普遍存在分离流动,不仅引发气动损失,还能造成严重的堵塞现象,甚至影响发动机的稳定性。尤其在非设计工况下,大尺度的流动分离还表现出明显的非定常性,更易引发压气机旋转失速或喘振。因此,对角区分离进行控制有着重要的意义。相比传统的定常流动控制手段,非定常流动控制往往能够有效减小额外能量的输入,提升流动抗干扰能力。本文采用脉动射流和扫频射流方法,开展了非定常射流控制角区流动分离的研究工作。首先,通过低速叶栅风洞实验验证了脉动射流和扫频射流控制压气机平面叶栅角区分离的有效性,初步分析了非定常射流的流动控制机理。定常射流以0.85%的射流动量系数,取得了5.72%的总压损失减小效果;脉动射流以定常射流一半的动量系数,取得了7.85%的总压损失减小效果。借助流场显示结果可知,定常射流及其引导下的射流马蹄涡阻碍了端壁二次流向角区的积聚,同时射流对附面层低能流体起到一定加速作用;脉动射流在定常射流的基础上,引起的马蹄涡强度明显减弱,使得端壁分离区相比定常射流明显收窄,吸力面分离螺旋点尺度得到了进一步限制。对密布的测点频率谱进行解构可以得到特征频率在空间上的能量分布,脉动射流的射流频率在出口的分布位置对应集中脱落涡的影响区域,体现了脉动射流对脱落涡有着明显的锁频效应。此外,还通过实验验证了吸力面布置扫频射流器控制角区分离的有效性,不计射流能量取得了12.7%的总压损失控制效果。通过流场显示及测取特征频率分布位置,可以发现扫频射流在较大范围内加速了吸力面附面层,限制了低能流体的积聚,吸力面流场显示结果中已经观察不到分离螺旋点。其次,采用非定常雷诺平均数值方法补充了实验中难以进行的方案和难以获取的流场数据,并对端壁脉动射流和吸力面扫频射流进行了详细的参数化研究。对脉动射流频率的研究显示射流频率对集中脱落涡产生明显的锁频效应。在射流频率较高时,脱落涡没有充分发展就已经脱落;射流频率较低时脱落涡的发展充分,尺度较大且强度较高。对扫频射流的研究分为两部分:直接布置扫频射流器以及将模化的扫频式射流布置于吸力面。直接将单个扫频射流器应用于压气机叶片,可以发现本文方案设置下射流效果对射流器安装角、出口位置、射流压比等参数不敏感,而对射流器轴向和展向位置敏感。布置双扫频射流器时,射流器位置对射流效果的影响更为明显。模化的扫频式射流研究结果表明流动控制效果随着射流频率增大而提高,并在无量纲频率大于1后稳定,对应射流周期与流体从叶片前缘流至叶片尾缘时间一致。设计工况下总压损失减小了6.1%;9°攻角下,该方案总压损失减小了10.19%。最后,通过大涡模拟结合模态分析方法捕捉流场脉动信息、提取流场主要结构,以深入分析非定常射流对角区分离的影响机理。在频谱分析、本征正交分解和动态模态分解中,均观察到脱落涡流动特征在原型方案的观测位置占据主导地位。两种非定常射流均使得本征正交分解重构流场中能量分布相对原型流场更为分散。脉动射流及其引导下的小尺度流动结构支配了大量能量较高的模态,脉动射流通过这些小尺度流动结构抑制端壁横向二次流的发展。射流所在平面之外,主导扫频射流的流场结构为大尺度流向涡,体现扫频射流在更大范围通过射流本身加速角区低能流体来产生角区分离控制效果。动态模态分解重构流场中,两种非定常射流方案下能量最高的模态频率均与射流频率一致。