中文摘要：

应用数值模拟、实验研究和理论分析相结合的方法对轴流式叶轮机械叶栅端部复合成型技术进行机理研究。发展考虑压缩性影响的紊流模型、高精度差分格式和精确可靠的叶栅通道内流的数值模拟方法，建立观测与测试结合的叶栅端部流动特性实验装置，对叶栅通道内流流场，特别是叶栅端部复杂流动的细微结构和不同端壁造型条件下叶栅通道二次流及其复杂涡系结构变化的基本规律，进行系统深入的研究；探索通过叶栅端部成型来有效控制叶栅复杂内流边界层、二次流涡系流动的新途径，从控制叶栅通流部分的全局出发，提出并发展叶栅端部复合成型（轴对称或非轴对称与弯掠叶型复合）的新的先进流动控制技术，为轴流式叶轮机械低损失新叶型的研发和叶栅顶部成型及端壁造型技术设计应用，提供可靠的理论基础和技术支撑。

结论摘要：

有效控制叶栅内部二次流涡系的形成和发展是提高叶轮机械性能的重要手段，非轴对称成型技术是新近发展起来的有效控制二次流形成和发展的新技术。本项目在对二次流动形成和发展进行深入分析的基础上，对叶栅非轴对称端壁成型技术进行了研究，发展了多种非轴对称端壁成型方法，分别对平面，环型直列，弯扭叶栅进行了非轴对称端壁成型；采用数值模拟的方法详细研究了各种非轴对称端壁叶栅内二次流涡系的形成和发展过程，探索了非轴对称端壁控制二次流形成和发展的机理，分析比较了不同成型技术及不同幅值情况下降低二次流损失、抑止通道涡强度，改善出口气流角等方面的效果，验证了发展的五种成型技术可有效的降低叶栅二次流损失，控制通道涡的强度，减小了出口气流参数沿叶高的不均匀程度；弯扭－非轴对称复合成型叶栅与未造型的弯、扭及弯扭叶栅相比，叶栅的出口气流参数的不匀化程度明显降低，在减小二次流损失及通道涡的强度方面都有明显效果。对三角函数法和压差多项式成型后的环形叶栅设计工况及变工况下的实验研究进一步揭示了非轴对称端壁成型技术的机理和效果。本项目研究为非轴对称端壁成型技术的工程应用提供了可靠的理论基础和技术支撑。