轴流压气机是现代航空发动机的核心部件之一，足够的稳定工作裕度是这类压气机设计的一个重要特征。随着压气机/风扇设计对更高的单级压比和效率，在更少的级数上实现更高的负荷的追求，给压气机运行稳定性提出了更高、更新的要求。对压缩系统流动失稳触发机理的认识，并进而实现对其进行控制，从而拓宽压气机的稳定工作范围，对于提高航空燃气轮机的性能和可靠性具有十分重要的意义。为了深入理解轴流压气机内部流动失稳触发机制并采取相关的被动控制策略，本文主要开展了以下几个方面的工作： (1)轴流压气机内部流动失稳触发机制研究。首先对触发压气机内部流动失稳的叶顶复杂流动机制进行了分类，并提出了几个衡量压气机内部流动稳定性的特征参数：然后利用动态测试和非定常数值模拟手段探讨了亚音速和跨音速下叶项复杂流动机制触发轴流压气机内部流动失稳机理，揭示了流动失稳触发过程中叶片通道内的流体力学机制，在此基础上，初步探讨了轴流压气机内部流动失稳抑制策略； (2)定常微量喷气对压气机的影响及其扩稳机理探索。重新设计加工了一种工程实用的喷嘴结构，在西北工业大学单级轴流压气机试验台上验证了定常微量喷气的有效性，同时研究了喷气量，喷气角度、喷嘴大小、喷嘴数和喷嘴的轴向安装位置等不同的微喷气结构参数对定常微量喷气扩稳能力的影响，为实际应用中实现最佳的扩稳效果提供了指导性的微喷气参数设计准则。同时对喷嘴与叶片通道之间的耦合流动进行详细的数值模拟和动态测试，揭示了定常微量喷气提高压气机稳定工作裕度机理； (3)轴流压气机机匣处理和叶项梯状间隙试验研究。针对西北工业大学单级轴流压气机试验台的转子，一方面重新设计加工了具有不同处理型式的机匣结构，并对带不同处理机匣结构的压气机转子进行了详细的试验测试，获得了可靠的、可重复的试验数据，建立了处理机匣模型的校验数据库。另一方面，设计加工了包含有不同间隙大小和梯状间隙的八种机匣结构，并在压气机试验台上进行了详细的测试，进一步验证了梯状间隙结构对亚音速压气机的有效性； (4)亚音速压气机与处理机匣之间耦合流动分析。在保证本文处理机匣流动模型的预测能力和预测精度的基础上，利用全三维非定常数值模拟技术对带不同处理机匣的亚音速压气机转子内部流场进行了详细的数值模拟，深入分析了处理机匣内流动的物理本质以及处理机匣与转子叶顶流场之间的相互干涉现象，对比分析了处理机匣引入前后压气机叶项流场结构的变化，揭示了机匣处理提高亚音速压气机稳定工作裕度机理。并在此基础上，进行了处理机匣结构的优化设计，得出了一种新型处理机匣结构； (5)跨音速压气机与处理机匣之间耦合流动分析。以NASA转子37为载体，设计了具有三种不同轴向叠合量的缝式处理机匣结构，然后利用全三维非定常数值模拟技术研究了三种不同的处理机匣结构对压气机性能和稳定性的影响，并对跨音速下处理机匣内部流动及其与叶项间隙泄漏流、通道激波，叶片通道主流等复杂叶顶流动机制之间的非定常作用机制进行了深入的分析，揭示了机匣处理提高跨音速压气机失速裕度机理，为跨音速压气机处理机匣的工程设计优化提供了指导性原则。