在叶轮机械的总损失中,二次流损失占了相当大的部分。在现代叶轮机械设计中,通过控制叶栅内部二次流动来减小损失,对于提高效率具有重要意义。各种为提高叶轮机械效率而采取的措施可能引起叶片的形状改变,由此带来的叶轮机械的强度问题越来越重要。首先,本文对某燃气轮机低压涡轮第一级进行了数值模拟,并在动叶顶部压力面到吸力面进行了几种不同形式和位置的开槽,使端壁处的压力面同吸力面贯通,并使气流沿吸力面吹入,以改变端部二次流动。本文对几种形式开槽的涡轮级流场进行了对比分析,分析了动叶顶部开槽对涡轮级效率和二次流损失的影响。其次,本文对静叶端部进行了吸力面到吸力面、压力面到吸力面两种形式的开孔,对开孔前后流场进行了比较,分析了静叶端部开孔对涡轮级效率和二次流损失的影响。再次,本文采用有限元数值模拟及流固耦合的方法,应用气动计算结果,对在气动力和离心力共同作用下的动叶片强度进行了分析,对比了开槽前后叶片强度的变化,讨论了开槽对叶片强度的影响。最后,本文对开槽前后动叶片进行了预应力模态分析,比较了开槽前后叶片的固有振型和频率的改变,为叶片的振动分析提供了参考依据。