压气机气动稳定性是关乎发动机研制成败的关键技术问题。由于具有结构紧凑、零部件少、压比高、可靠性高等优势,离心压气机在中小型航空发动机中得到了广泛应用,随着离心压气机压比的不断增加,给离心压气机稳定性提出了更高的要求。进一步深化对离心压气机流动失稳触发机理的认识,并对其进行调控,拓宽压气机的稳定工作范围,对于提高中小型航空发动机的性能和可靠性具有十分重要的意义。本文根据现阶段高压比离心压气机研究现状和发展趋势,围绕高压比离心压气机失速模式和失稳触发机理问题,以高压比和超高压比离心压气机为研究载体,借助经过实验校核的数值模拟和实验手段,深入细致地开展了以下3个方面的研究工作:（1）扩压器失速模式和失稳触发机理研究。通过全环非定常计算捕捉了 60%-100%设计转速下离心压气机内部失速起始及动态发展过程,探明了离心压气机内部存在失速团正向传播、失速团反向传播和扩压器旋转不稳定三种不同类型的扩压器失稳现象。失速区沿正向传播的扩压器失稳,失速区沿周向传播的过程只受气流攻角的影响,符合经典失速传播模型;失速区沿反向传播的扩压器失稳是一种十分罕见的现象,与Emmons提出的经典失速传播模型不同,受攻角、激波与失速团个数的共同影响,失速区沿与离心叶轮旋转方向相反的方向进行传播;扩压器发生旋转不稳定失稳时,失速区个数随时间推进一直在发生变化,已形成的失速区沿周向传播过程的持续时间较短;值得指出的是,对于高压比离心压气机的扩压器失稳,失速区限制于扩压器通道内。（2）离心压气机级失速模式和失稳触发机理研究。非设计转速下,离心压气机内部会发生压气机级失稳,即离心叶轮和扩压器同时失速。但失速的起始过程却因压气机而异,当高压比离心压气机在60%至90%设计转速下工作时,离心叶轮首先失速,扩压器受上游的影响继而失速;而当超高压比离心压气机在60%至80%设计转速下工作时,扩压器首先失速,离心叶轮受到下游的影响后才发生失速。离心叶轮失稳的主要原因是叶轮进口叶顶侧回流区沿展向的扩张致使流动恶化;扩压器失稳的主要原因是叶顶侧流动状态因气流正攻角增加而发生恶化。（3）离心压气机失稳与流动参数关联机制研究。非设计转速离心叶轮失稳前的流动结构主要分为两种:叶轮主叶片前缘吸力面侧的流体径向迁移现象和附着在叶片吸力面与机匣之间的龙卷涡。本文将两种流动现象与径向压力梯度分布特性进行关联,并通过提取流动参数拟合出扩压器的失稳边界。通过本文研究,探索了高压比离心压气机内部流动失速模式,揭示离心压气机内部流动失稳触发机理,建立了失速模式和失稳机理与流动参数之间关联机制,为我国中小型航空发动机用高稳定性离心压气机的设计提供了基础性支撑。