水下低速航行器动力系统如果采用全周进气方式对短尺寸叶片做功,斜切喷管尺寸会过小,导致设计难度和流动损失增大。因此部分进气式涡轮机就成为该类低速航行器的常用动力装置。部分进气式涡轮机内部流动非常复杂,气体粘性引起动叶入口激波和边界层干涉效应及各种局部产生的二次流动、泄漏流动使叶栅流道内流动呈三维性和有旋性。而几何因素、气动因素等的变化对涡轮机的内部流动影响很大,有必要对这些因素所产生的影响开展研究,为提高涡轮机的工作效率提供一定的参考。本文首先针对文献中微型实验涡轮进行一维热力计算和三维模拟,验证了热力计算和模拟的合理性。然后,对常规部分进气式涡轮进行三维建模,涡轮静叶采用拉法尔喷管,动叶采用冲动式叶片,进气方式采用部分进气。通过一维热力计算和三维模拟相结合方式,验证了模型及计算方式的合理性,并简要分析了流场气流不均匀性及动叶域激波现象。然后,本文讨论了局部结构的改变对功率的影响。改变叶片部分进气度、轴向间隙、径向间隙及喷管扩张角等模型尺寸,讨论涡轮内流动损失的变化规律。重点研究了端部损失、喷管能量损失、动叶能量损失及漏气损失的影响。从叶片分力距及动叶压力系数角度,分析了造成涡轮机总力矩变化的原因。最后对涡轮机非设计工况时流动特性进行数值模拟,分析涡轮机等熵效率的变化。通过改变入口温度,重点研究了喷管与动叶焓降分配变化规律;通过改变入口总压,重点研究了动叶能量损失变化规律;通过改变转速,重点研究了动叶入口速度三角形的变化情况。最终得出设计工况时内效率最大的结论。