微小型向心涡轮由于小尺寸下高功率高效率的优点广泛应用于微型动力装置如微型燃气轮机等方面,但其流道转向与小尺寸造成的复杂三维流动使得设计难度较高。进行微小型向心涡轮具体设计参数的研究对提高涡轮性能、减小设计与优化成本有重要意义。本文针对这一问题,设计了一台用于微型燃气轮机的向心涡轮,并通过数值模拟进行了导叶安装角,动叶载荷分布的优化,工作内容分为以下几方面。1、通过一维气动设计选取动叶进口直径与动静叶片数等设计参数,设计一台214mm外径,40mm轮盘直径,85%效率的向心涡轮。2、针对微小型向心涡轮中导叶尺寸较小使得整流难度较大的问题,通过控制前缘至尾缘处叶片角分布,对比导叶前缘至尾缘叶片角呈线性变化,与在此基础上减小前尾缘处叶片角梯度共三种方案下的整流性能,以确定其叶片角在设计与优化过程中的调整方向。3、在叶片角分布优化结果的基础上,保证各弦长处叶片角占进出口转折角比例一致并调节稠度以使流量范围接近的前提下,对比不同进口安装角下导叶整流性能,得到最佳导叶进口安装角,以此调节整机效率。在此基础上选取部分安装角导叶,针对其通道内径向二次流问题,通过调整进气角而调整进气周向、轴向动能分配,以此减小二次流损失,进一步优化导叶的整流性能,为导叶设计与优化提供一定的参考。4、在导叶优化基础上,进行动叶出口安装角优化,得到高低负荷两个动叶后进行流场分析确定通道内损失分布,通过调整中弧线各位置叶片角以分配动叶载荷分布,以此分析其载荷分布对叶尖泄漏涡与整机效率影响情况,为动叶的设计与优化提供参考。在此基础上,通过导叶出口安装角与叶片数调整涡轮通流范围以优化设计工况下效率,并选取载荷优化过程中对效率影响相对显著的叶高,通过调整导叶进出口安装角进一步优化相应位置的进气条件,以得到最佳导叶安装角方案,提高设计工况下整机效率。