压气机失稳机理分析与稳定性控制是伴随着航空发动机发展的重要课题。本文以跨音转子Rotor35为研究对象,用三维数值模拟方法研究了该转子在不同工况下的流场特征,进而对压气机的失稳机制进行了总结分析。随后,对新型叶顶引气自循环机匣的扩稳能力与机理进行分析。最后,在转子叶顶加装具有不同布局形式的自循环处理机匣,探索最佳的机匣布局形式,并对自循环机匣的扩稳机制和造成不同布局形式下自循环机匣扩稳能力差异的原因进行进一步研究。首先,建立三通道计算模型,对原型机的流场特征与失稳机制进行分析。随着转子节流程度加深,叶顶流场的恶化趋势最为严重,转子失稳起始于叶顶区域。在转子流量减小的过程中,泄漏涡起始位置前移,激波逐渐脱体,使得泄漏涡逐渐丧失抵抗激波强逆压梯度的波面法向速度,进而在波后发生破碎。波涡干涉诱导出的低能流在通道进口压力面侧积聚,阻碍来流进入流道,压气机最终发生阻塞型失稳。低能团在叶顶的发展是非定常的,其发展过程会对压力面侧的叶片载荷产生周期性作用,使得相邻通道的泄漏量周期性发展,并进一步导致相邻通道波涡干涉所诱导出的低能团也呈现出与前一通道相似的发展规律。依次类推,构成了泄漏涡与低能团非定常发展的周向传播规律。然后,建立叶顶引气的自循环机匣模型,用占主流0.36%的引气量实现了3.33%的流量裕度提升,且基本不影响总压比和效率在近失稳工况前的特性分布,峰值效率仅降低了0.23%。自循环机匣激励叶顶流场的过程中,一方面会周期性降低叶片的进气攻角;另一方面可以直接激励泄漏流与波后低能团,将泄漏流和低能区向通道下游推进。这两种扩稳机制中,第二种起到了主导作用,并且激励波后低能团的扩稳效果要优于激励波前泄漏涡。自循环机匣在激励通道上游泄漏涡与低能团的同时,会增大吸力面尾缘分离程度,但整体上对叶顶流场仍然起到了改善作用,延缓了失稳发生。自循环机匣可以提高转子的承载能力,提高转子可承受的时均扩压因子,但当节流程度进一步加深,喷气对叶顶流场的周期性改善无法维持叶顶的通流能力时,与原型机的流场特征相似,转子再次发生阻塞型失稳。最后,建立具有不同引气形式的自循环机匣模型。无周向偏置,但轴向引气位置不同的三种自循环机匣,扩稳能力的差异由射流动量的大小决定。将叶顶正向偏置与两种栅后无偏置机匣布局形式进行对比,可以发现,桥路与流场耦合的非定常过程可以显著影响自循环机匣的扩稳能力。喷气量在时间和空间上集中于通道进口近压力面侧,可以获得更大的扩稳量。