本文给出了用三维激光多普勒测速技术对扩压叶栅叶片前缘马蹄涡的测量结果。实验结果表明，在0°和10°两种攻角条件下均存在清晰的前缘马蹄涡；二次流的影响使得在靠近端壁壁面的区域实际入口气流角和叶片中径处不同。在不同的攻角条件下这种影响也不同，前缘马蹄涡的存在使得接近前缘的气流方向改变，气流角增大。

为探究变来流马赫数下压力面叶尖小翼对扩压叶栅气动特性的影响,对Ma=0.5、Ma=0.6和Ma=0.7来流马赫数下的原型叶栅和加装不同宽度的压力面叶尖小翼的扩压叶栅流场特性进行了实验研究.结果表明:在高亚声速的来流条件下,压力面叶尖小翼可以有效减小叶顶两侧压力梯度,阻碍流体流入叶顶间隙,控制叶顶泄漏流动,减小流场损失,改善流场流动状况.随着小翼宽度的增加,改善程度增大,同时马赫数的变化与控制效果成正比.当Ma=0.7时,与原型叶栅相比,PW2.0方案的流场改善程度最大,总压损失系数降低了6.53%.

为了实现扩压叶栅内的大角度折转,通过数值模拟的方式,研究吸力面吹气在大弯角静叶栅内的作用机理。结果表明,吸力面吹气有助于提高扩压叶栅的扩压能力和气流折转,但相较于附面层抽吸,这种流动控制能力十分有限。不同于附面层抽吸,吸力面吹气对吹气方向十分敏感,推荐尽可能使得所吹出的高速空气紧贴于叶片壁面。

首先研究了二维扩压叶栅中叶片尾缘格尼襟翼对叶片的气动作用,分析了襟翼的高度、安装位置2个参数对叶栅气动性能的影响。结果表明,格尼襟翼能明显提高翼型升力,但阻力也有所增加。接着基于二维叶栅计算获得的最佳襟翼高度和安装位置,将格尼襟翼应用于轴流风扇叶片上,研究其对风扇性能的影响。结果表明,襟翼明显增大了风扇气流转折角,提高风扇的压升,在流量小于设计流量（Q=1.0）时,襟翼风扇总压效率与原始风扇效率相差甚微,而在设计点处,襟翼风扇效率比原始风扇效率高出1%,且当风扇流量大于设计流量时,襟翼风扇与原始风扇总压效率间的差距逐渐扩大,当相对流量Q=1.5时,襟翼风扇总压效率比原始风扇效率高6%。

采用扩压叶栅气动反问题的方法,通过选择较优的叶型表面压力系数分布,经过有限步数的叶型修正,获得对应气动目标的新叶型.结果表明：采用Head边界层厚度计算方法,并结合试验设计方法求解出较优的压力系数分布具有可行性.本文采用“弹性模型”修改叶型的方法,设计出了满足要求的叶型,表明该叶型修改方法是成功的,同时表明本文建立的反问题求解程序不仅求解速度快,而且具有较好的实用性以及可靠性.