机匣处理广泛应用于压气机中,沟槽类机匣处理可以提高压气机效率但一般情况下会降低喘振裕度。本文提出了一种自行创新设计的新颖的斜坡槽式机匣处理,首先在上海交通大学低速轴流压气机实验台上对该种构型的实验件进行了实验研究;接着在一台高压压气机后面级上对三种不同机匣处理(包括斜沟槽、梯状间隙及斜坡槽式)进行了数值模拟,研究不同沟槽类机匣处理作用效果的异同以及不同几何参数对压气机性能与流场的影响;最后对斜坡槽式机匣处理几何进行参数化设计,构建优化平台,基于数值模拟和代理模型优化获得了可以同时提高压气机效率和喘振裕度的具体构型,并详细分析了其性能和流场。研究结果表明:通过掌握斜坡槽式机匣处理作用机理以及采用多目标优化设计方法,无论是在低速轴流压气机实验台还是高压压气机后面级上,都可以获得设计点效率与喘振裕度双提高的几何构型。斜坡槽式机匣处理相比于其他两种结构,其独有的斜坡能有效消除斜沟槽和梯状间隙前端凸起处的回流区。正交试验设计表明斜坡槽式机匣处理几何参数中斜坡槽最高点径向高度对其作用效果影响最为关键。多目标优化设计得到的四个典型斜坡槽式机匣处理在叶尖位置都存在一个对应于叶尖泄漏流的回流区,回流区的位置取决于斜坡槽最高点的位置,回流区的大小和叶顶间隙有较大关系。不同斜坡槽式机匣处理对高压压气机转叶出口全叶高范围内的流场造成影响。