刷式密封作为先进的转子和静子间的动密封,对提高航空发动机的增压比、推力及燃油消耗率有着重要的作用。近年来,随着航空发动机逐渐向高参数方向发展,高压差下的刷丝颤振现象直接影响刷式密封封严性能和使用寿命。因此,本文针对刷式密封刷丝颤振问题,从理论、数值及实验三个方面展开研究。在理论研究方面,将大长径比刷丝简化为悬臂梁模型,基于能量法构建刷丝受非定常气动力作用下稳态能量公式,结合刷式密封流固耦合特点构造刷式密封流固耦合瞬态能量公式,并进行验证。在数值研究方面,采用基于流固耦合的刷丝颤振特性分析方法,建立考虑刷丝受非定常气动力运动变形的瞬态三维双向流固耦合求解模型,将数值模型分别与理论模型计算结果及实验结果相互验证;在此基础上,从非定常气动力做功角度分析刷丝的变形规律,进一步探究刷式密封结构参数对刷式密封刷丝颤振特性的影响。在实验研究方面,针对刷式密封刷丝颤振现象,设计搭建刷式密封实验台及单/多级刷式密封实验件,并通过实验与数值研究结果的相互对比,验证密封实验台泄漏性能测量准确性。研究结果表明:流体在刷丝束间隙处压降明显,在刷式密封刷丝自由端与转子表面间隙出产生射流,而根部区域流体流动微弱,刷丝间隙有效泄漏面积从上至下逐渐增加,流体流动相对增强;刷丝弯曲变形与其吸收能量有关,刷丝呈振荡变化趋势,能量在最大变形处达到最大值,但刷丝所受功率在刷丝弯曲变形最大时为零,此时刷丝随时间的增加不再从流体中吸收能量;后挡板保护高度、刷丝长度的减少以及刷丝直径的增加均减少非定常气动力做功,有利于抑制颤振的发生;刷丝间隙及轴向间隙对刷丝颤振影响不大。