航空工业的快速发展对压气机的性能提出了更高的要求,而叶尖小翼技术对压气机矩形叶栅气动性能的提升具有一定的作用。本文就是在此背景下,对装有不同宽度叶尖小翼的矩形扩压叶栅,进行了气动性能方面的研究。本文通过实验和数值模拟相结合的方法,研究了不同宽度叶尖小翼对压气机矩形叶栅气动性能的影响。实验测量了几种叶栅在不同攻角、不同叶顶间隙大小和不同小翼宽度下的叶栅上端壁壁面静压云图、上半叶高出口截面二次流流线和总压损失系数分布。数值模拟研究了实验叶栅的攻角特性,并对不同实验叶栅流道内部的旋涡结构进行了详细分析。实验发现,随着攻角的增大,上端壁面静压斜槽的起始位置向前缘移动,出口截面上的叶顶泄漏涡逐渐增强,叶栅总压损失系数逐渐变大。随着叶顶间隙的逐渐变大,上端壁面静压斜槽的起始位置向尾缘移动,出口截面上的叶顶泄漏涡逐渐增强,通道涡的强度逐渐减弱甚至消失,原型叶栅的总压损失系数逐渐增大,而PW20叶栅和SW20叶栅的总压损失系数逐渐减小。随着叶尖小翼宽度的增大,装有压力面小翼的叶栅,其总压损失系数先增大后减小,装有吸力面小翼的叶栅,其总压损失系数一直呈减小的趋势,但减小的幅度不大。总体来说,PW20叶栅在较大间隙、较小攻角下的总压损失系数是最低的。数值模拟发现,在原型叶栅上加装2倍于叶片厚度的压力面小翼可以将下通道涡的形成位置推后,并且削弱叶顶泄漏涡和上、下通道涡的强度,从而降低叶栅总压损失系数,改善叶栅气动性能。而且,PW20叶栅的攻角特性,总体来说比原型叶栅的要好。综合实验和数值模拟的研究结果,可以发现,相对于原型叶栅,装有较宽压力面小翼的叶栅,在较大间隙、不同攻角下的总压损失系数均有所降低,气动性能有较大的改善。