利用激光粒子图像测速仪(PIV)测量沿叶高平面和叶栅出口速度场的整场信息.实验中,将模拟动叶的圆柱列沿周向依次移动1/4节距,进行叶高平面速度场的测量,查看圆柱尾迹对下游叶栅影响的整场情况;同时研究在不同的相对叶高下,叶片顶部和根部的二次涡会合、脱离情况.研究发现在较小的相对叶高下叶栅出口二次涡汇合,强度较大;而在较大的相对叶高下二次涡分离.同时,当上游圆柱的相对位置变化时,叶栅流动最高效率对应着圆柱尾迹被输运到下游静叶的前缘附近,最低效率对应着圆柱尾迹被输运到下游静叶的流道中央.

为了进一步认识汽封和平衡孔对透平级气动性能的影响,以某汽轮机末三级为研究对象,进行含汽封和平衡孔透平级的全三维数值计算。发现设置汽封和平衡孔以后,焓降相比无汽封和平衡孔的情况降低焓降减少3.28%,总总等熵效率下降2.5%,同时轴向推力减少了7.14%,机组气动性能下降但安全性提升。另外由于汽封的抽吸作用,叶片顶部和底部的展向涡被削弱,从而减少二次流损失。机组设计中应通过对汽封及平衡孔与叶片之间的匹配优化设计以减小泄漏损失,提高通流效率。

利用商用软件NUMECA对跨音速轴流压气机转子Rotor67进行了数值模拟，对流场进行分析后发现端壁区二次流损失为该转子损失的主要来源。利用三角函数造型法对Rotor67转子端壁进行了非轴对称造型，并对造型后的转子内部流场进行了数值模拟，对模拟后的流场结果分析表明：采用非轴对称端壁可有效减小通道涡强度与范围，从而降低了叶栅二次流损失，使得压气机效率提高。