采用实验与数值模拟相结合的手段,从涡动力学的角度阐述了弯叶片降低能量损失的机理.研究了在不同攻角、不同出口马赫数、不同弯角条件下涡轮叶栅流场内主要旋涡的生成与发展;并通过与直叶栅的对比,研究了叶片弯曲对马蹄涡起始分离点位置及对通道涡位置强度的影响,从截面涡结构入手,分析了叶片弯曲这种边界条件的改变方式对通道涡稳定性的影响;通过分析在不同气动条件下通道涡对损失贡献的差异指出了在通道涡强度与尺度较大的叶栅,叶片弯曲不但会直接通过改变通道涡的强度,减少通道涡本身的损失来影响损失的大小,同时也会通过对通道涡位置的改变来影响损失的分布与大小.

本文报告了对一种具有常规直叶片和弯曲角分别为+10°,+20°及+30°的弯曲叶片的透平静叶栅的叶片表面静压分布进行实验测量的结果,分析了叶片正弯曲对叶栅叶片气动特性的影响.结果表明对于该典型低展弦比小折转角的透平静叶栅,采用正弯曲叶片在叶片吸力面建立了一个沿叶高方向的"C"形静压分布,但并没有提高叶栅气动效率.

采用具有不同控制参数的积叠线对Rotor37转子叶片进行周向弯曲造型设计，获得叶片的最佳弯高和弯角。采用数值计算方法研究了叶片弯曲对压气机性能及其内部流动结构的影响，结果表明：弯曲叶片具有良好的变工况性能，新设计的叶片能有效提高压气机的绝热效率和总压比。叶片周向弯曲引起端部低能流体向主流区的迁移，使得端壁和主流区流动状态发生改变，在端壁区流动损失下降，而在主流区流动损失有所增加，同时沿叶高方向上流体的质量流量被重新分配。