准确预测多级压气机的气动性能及其内在流动机理,是实现压气机高效率、高喘振裕度设计的重要技术环节。在计算流体力学(CFD)数值计算中采用具有更高精度的数值模拟方法(如脱体涡,大涡模拟等)、进行多级压气机非定常计算都是提高多级压气机预测精度的有效方法。针对上述两个问题,本文基于课题组自主发展的雷诺平均(RANS)计算程序,开展了脱体涡和多级压气机非定常计算方法研究,并对改进的程序进行了验证及应用。首先发展了基于SA湍流模型和SST湍流模型的脱体涡计算程序。通过在湍流模型中增加尺度开关,使已有的SA湍流模型和新发展的SST湍流模型的计算结果在附面层内具有雷诺平均(RANS)的精度、主流区具有大涡模拟(LES)的精度(此方法又称为脱体涡方法,DES),且计算时间与原湍流模型相当。在圆柱绕流、单转子压气机Rotor67中利用脱体涡(DES)方法、原湍流模型进行数值计算,并与实验结果进行对比,结果表明脱体涡方法较原湍流模型能捕捉到更细致的流场结构,使预测精度提升,其中基于SST湍流模型的脱体涡方法预测精度最高。接下来发展了基于单通道多频相位延迟的多级压气机非定常计算程序。通过非定常流场数据的傅里叶级数分解、重构,使得基于单通道的相位延迟方法能扩充应用于叶排数大于三、某排叶片数为质数的多级压气机非定常气动性能计算分析。结合脱体涡方法,对某3.5级压气机进行单通道非定常数值计算及验证,相较于定常计算结果而言,非定常计算结果与实验的误差减小到1%以内,且能获得尾迹-下游叶片、叶片-下游叶片前缘激波扫掠等转静非定常作用。最后利用发展的脱落涡方法对某高负荷2.5级风扇进行了定常及非定常计算分析,计算结果显示第一级静子跨音设计引起端区流动损失过大,且第一级静子通道激波的非定常前后振荡诱导当前叶片以及第一级转子叶片表面压力大幅脉动,这些流场诊断结果将为实际风扇设计提供指导。