作为航空发动机核心气动部件,高性能压气机的研发目标使其不断向高效率、高负荷、超/跨声速的方向发展。随着负荷水平的不断提高,跨声速级内流动分离更为严重,产生的低能流体向静叶吸力面端部角区积聚,形成三维角区分离近而诱发失速,而激波的存在会导致动叶吸力面在其诱导下更容易形成分离,且动叶叶顶泄漏流/涡与激波、径向涡相互作用的加剧使通流环境恶化,诱发压气机失速及喘振。因此,通过合适手段控制压气机内二次流动,减弱流动分离,改善通流环境,对整级性能的提高具有重要意义。本文以NASA Stage 37跨声速级为研究对象,通过数值模拟方法,研究了非轴对称端壁对跨声速压气机气动性能的影响,重点分析了不同工况下改型效果显著的典型方案的内部流场结构变化特性,通过与原型压气机流场的对比,揭示了动静叶端壁非轴对称改型对压气机性能影响的作用机理。首先,在动叶端壁保持原型的基础上,研究了静叶上下端壁不同改型参数对级性能的影响,通过对比静叶流场特性变化,分析了静叶翘曲端壁改型的流动控制机理。结果表明,静叶机匣改型对叶顶角区流动状况较差的近设计及近喘工况影响较大,而轮毂改型对堵塞工况压气机性能有显著影响。其中机匣中部上凸的翘曲形式扩张了叶顶通流面积,减弱了叶顶角区分离,使得近设计工况级峰值效率较原型提高了0.25%。而翘曲高度的增加,使机匣处汇聚的低能流体增多并向角区迁移,堵塞了叶顶流道,加剧了角区分离,造成级性能的下降。近喘工况下,静叶机匣尾部压力面上凸、吸力面下凹的端壁形式使吸力面角区下凹处气流产生局部加速作用,致使叶顶角区低能流体减少,通流状况改善。在堵塞工况,静叶轮毂中前部上凸和下凹的翘曲形式影响了叶根激波结构,上凸造型增强了激波,扩压能力提升,压比较原型增加0.015,但轮毂吸力面角区分离加剧致使损失增加,效率下降高达1.2%;下凹造型与上凸造型作用效果相反,轮毂角区分离基本消失,叶根区堵塞大幅缓解,效率较原型提升0.5%。其次,保持静叶端壁原型,进一步研究了级环境下动叶轮毂翘曲改型对压气机性能的影响。通过分析对比典型方案流场结构,揭示了动叶轮毂改型影响压气机性能的作用机理。结果显示,动叶轮毂中部上凸或下凹会减小或增加通流流量,进而改变整级工作范围。在近设计工况,轮毂周向中部下凹的翘曲形式强化了叶根区激波,增强了扩压能力,出口总压比增加,但下端壁及吸力面附面层流体二次流加剧,吸力面分离区扩大,径向涡尺度的增大增强了对低能流体的卷吸进而加剧流道堵塞,致使效率较原型降低。而动叶轮毂压力面上凸、吸力面下凹的翘曲形式使叶根区激波减弱,增压能力受限,附面层分离损失及激波损失降低,压气机峰值效率提升。在失速及近喘工况,动叶轮毂中部上凸各轴向方案激波得以不同程度削弱,出口总压降低。动叶下端壁横向流动及吸力面径向二次流减弱,径向涡发展受阻,级效率提升。随着翘曲高度的增加,仅有轮毂中部上凸翘曲形式提升了喘振点级效率,原因在于通道激波变弱且上半叶高通流状态的显著改善,静叶进口环境受动叶轮毂改型影响较大,叶根区进气攻角增大,引起轮毂吸力面角区分离加剧,但上半叶高进气角显著减小,叶顶吸力面大尺度分离大幅减弱,效率显著提升。