本文针对叶轮机械中两种重要的案例——离心空气压缩机的半开式叶轮级和大功率工业汽轮机的末三级,采用数值模拟方法分别进行了定常与非定常计算与分析,考察了不同叶轮机械中的损失机理,并以此为基础进行基于时序效应机理的装配改进研究,为工程中的实际应用提供有利的参考。研究工作包括两部分内容：第一部分为离心空气压缩机半开式叶轮级内流场的数值分析。首先以全周计算模型为基础,进行设计工况下全通道流场的非定常分析；基于设计工况下扩压器流道内的流动分离,提出一种扩压器改型方法,改型后新的扩压器气动性能得以提高,稳定运行区间也得到拓宽；对两种非设计工况下全通道流场也进行了非定常分析,对近失速运行工况下的涡脱落频率进行了深入研究；计算结果为探究实际运行中的叶轮断裂事故原因提供了有利参考。然后以该叶轮级为基础对其进行级内的时序效应研究；针对约化后的简化模型,分别对8个时序位置的计算模型进行数值计算,获得了额定转速下不同时序位置下的性能曲线,找到了不同工况下离心压缩机运行的最优时序位置；得到离心压缩机额定运行工况下由时序效应产生的效率最大收益为0.4%,流量最大工况下效率最大收益为0.992%；基于效率极值点对应的时序位置模型的非定常计算结果,研究了不同时序位置下离心压缩机级内的流动损失机理以及叶片表面的载荷特性,考察了时序效应对离心压缩机半开式叶轮级的影响：不同时序位置叶轮与扩压器的动静干涉有差异,叶轮尾缘和扩压器前缘产生的损失差别较大；以此为依据,讨论了真实叶片数模型内的时序效应,为今后该型离心压缩机的设计和装配提供有利依据。第二部分为大功率工业汽轮机末三级内流场的数值分析。首先考察了末三级的叶顶间隙泄漏流动特点,前两级叶顶处的流动损失以叶顶泄漏涡和叶顶分离涡为主,最末级叶顶处的流动损失主要由叶顶泄漏涡产生；不同工况下叶顶间隙泄漏的尺寸及位置不同,每种工况下泄漏流随时间的演化均呈现周期性,当流量流量小于92%Q0时叶顶间隙泄漏涡几乎不可识别；建立了损失模型,得到设计工况下的泄漏损失占总损失之比在22%-27%范围内呈周期性循环变化；对不同工况下泄漏涡的位置及尺寸进行量化,获得泄漏涡与流量的关系曲线。基于末三级的单通道约化简化模型研究汽轮机末三级中的时序效应,采用由前两级过渡到三级总体、不同动／动时序位置与静／静时序位置匹配的方法,分析了不同时序位置匹配组合下的级内性能和流动损失,得到时序效应对通道流动及叶片表面载荷的影响,最终找到最优的时序位置,且末三级所获得的最大效率收益为0.413%。该研究为该型汽轮机今后的装配位置提供了有利的参考。