由于面临需求增加和节能减排的双重压力，大容量、高参数，特别是超、超超临界汽轮发电机组成为我国电力工业的主要发展方向。随着机组容量增大和进汽参数提高，汽流力对转了振动的影响越来越明显，汽流激振问题日益突出，成为影响机组安全稳定运行的重要因素。近年来已发生多起相关故障，汽流激振机理和抑制措施等方面的研究是目前国内外的研究热点。 本文从对密封动力特性舣控制体求解模型的改进、高效密封流动参数传递计算模型研究、密封间隙内三维、粘性、可压缩流场CFD建模技术及特性研究和部分进汽对汽流激振力的影响研究等方面对汽流激振问题进行深入研究。 传统双控制体模型主要应用于转子涡动中心在静子中心的情况，忽略了静态偏心和涡动频率的影响。本文将三角级数引入密封动力特性分析中，建立了基于有限项三角级数展开的密封静、动力特性分析模型，应用三角级数逼近流动参数，并对控制体方程进行摄动，求解静态和动态特性系数。该模型可分析非同心、非同步涡动情况下的密封动力特性。研究表明该模型用较少的三角级数项(8～10项)即可达到较高的精度，计算过程收敛较快(5～10次)。结果显示转子偏心和涡动频率都会对密封动力特性系数产生较大影响。 传统密封动力特性分析模型将密封间隙作为整体建模，计算时间随齿数增多为非线性增加。本文利用密封中几何结构重复较多的特点建立了流动参数传递分析模型。该模型将整个密封分解为若干独立单元，首先建立独立单元的进、出口传递映射关系，然后利用连续性条件将各个单元串联，并根据进、出口边界条件等已知条件确定各个单元内的参数，从而得到整个密封的流动参数。研究结果表明该模型能快速、准确地逼近给定的数据，可简化复杂结构密封间隙内流动参数的求解过程。 密封间隙内流场是密封间隙激振力的研究基础。本文针对汽轮机中部分进汽等特殊工况对CFD建模技术进行改进，以国产某型300MW汽轮机高压前轴封为对象，采用并行算法求解了三维、粘性、可压缩N-S方程。结果表明，改进后的模型有效地模拟了流体预旋、入口不均匀流情况下的复杂流场，扩展了CFD模型的应用范围。以此为基础，系统研究和分析了偏心、预旋等因素对流场中压力、速度、流量分布的影响，以及产生流体激振力的关键因素。 喷嘴调节是汽轮机常用的负荷调节方式，在一定负荷下会出现部分进汽工况，对调节级内叶顶间隙激振力和邻近密封内的流场都产生较大影响。本文以国产某型300MW汽轮机调节级及高压前轴封为对象，一方面，建立了基于一元等比熵流动模型及变工况热力计算的叶顶间隙激振力计算模型，并对不同进汽工况下的调节级动叶受力情况进行分析，研究了在不同的进汽方式对调节级动叶叶顶间隙激振力的影响。研究表明进汽方式对叶顶汽流激振力影响较大，在一定范围内汽流力随偏心量的改变而线性改变，不同工况下汽流力的大小和方向会发生改变，直接影响轴承载荷。对动态汽流力的研究表明，汽流激振不仅产生交叉刚度项，还会产生直接刚度项，两者都很重要。良好的喷嘴组面积设计和优化进汽方式能减小汽流激振力，有利于机组的安全运行。另一方面，通过对部分进汽情况下密封间隙内的流场进行研究，分析进汽方式对压力、速度分布和对转子的作用力的影响。研究表明，密封流场内的压力、速度分布在部分进汽这种不均匀入口边界条件下发生较大改变，由此导致了量值与叶顶间隙激振力相当的作用力。不同的进汽方式会对汽流力的变化规律产生很大影响。在分析部分进汽对汽流激振的影响时应综合考虑叶顶和密封间隙两者的共同作用。