压气机叶片气动设计作为压气机整体设计的重要环节,是一个高度复杂的过程,它依赖于设计者长期的知识和经验积累,以及几十年来逐渐发展的各种设计工具。随着对压气机整体性能要求的不断提高,必须在最短的时间内设计出改进的叶片,压气机叶片设计主要需要解决优化驱动叶片设计的时间成本和有效性问题。针对上述问题本文开发了轴流压气机叶片综合参数化方法。目前,已有的参数化技术多是从纯优化的角度出发,获得叶片的参数化表征,鲜有研究从设计角度进行叶片参数化,本文发展的参数化造型技术结合了叶型几何、特征和控制参数,是一种有效的突破方式。使用参数化方法对Rotor 37叶片拟合,并调整相关整体特征变量,可以观察到参数化方法对原型叶片拟合具有较高的准确性,对叶型特征变化具有较强的调整能力。本文开展了多工作点叶栅性能优化,现有的叶片气动设计研究多针对设计工况开展,随之采用数值模拟分析叶片的变工况性能,这可能导致设计的叶型难以满足全工况性能指标,本文在优化中兼顾了不同工况点的叶型性能,有助于提高优化叶型的变工况适应性。对于亚声速叶型,本文对UKG30.3叶型进行了多点优化,优化叶型设计点的总压损失系数由原型的0.0202下降到0.0162,下降了19.8%;优化叶型的有效进口气流角工作范围由15.8°增大到18.1°,提升了14.6%。同时对超声速叶型进行了优化,针对PAV-1.5预压缩叶型分别进行了单点和多点优化,单点优化结果显示在优化点性能有较大的提升,总压损失系数由0.112下降到0.099,下降了11.6%;多点优化结果对原型性能提升更明显,最低总压损失系数由0.087下降到0.072,下降了17.2%,同时气流角工作范围扩宽了0.3度,扩宽了12%,结果显示多点优化相比于单点优化具有更大的优势。对上述亚声速和超声速叶型的优化结果证明了本文多目标优化方案的可行性,同时也验证了参数化方法具有较好的适应性。本文对某压气机静叶三维叶片进行了优化,优化后设计点工况下压气机效率和压比分别提升了0.56%和0.16%,达到了优化的效果,证明了先优化准三维叶型再进行三维积叠的优化策略的可行性,这种方法大大减少了直接对三维叶片进行优化所需的高计算成本。