涡轮增压技术是内燃机发展的一个里程碑,它能很好的提高发动机的工作状态,从而满足高标准的排放要求。涡轮增压器是涡轮增压技术的核心部件,主要由压气机和涡轮组成。涡轮增压器的工作原理是通过发动机废气对涡轮做功,使涡轮高速转动,压气机与涡轮通过传动轴连接,涡轮转动从而带动压气机叶轮转动,使压气机对进入发动机的空气进行压缩。压气机性能的好坏对整个增压系统的性能有着重要的影响。因此,对涡轮增压压气机进行分析与优化具有重要的理论与现实意义。本文以某型涡轮增压压气机为研究对象,旨在对其进行数值模拟计算,并着重对压气机叶轮的流动损失进行分析,在此基础上,对叶轮进行气动优化设计,从而提高叶轮的效率和压比,最终提高压气机的性能。论文首先采用逆向工程技术分别对压气机的叶轮和蜗壳进行几何模型重构。具体过程为:采用三维扫描的非接触式测量方法进行数据测量,在获取叶轮和蜗壳的点云数据之后,通过曲线曲面的构建完成对叶轮和涡壳的逆向建模。其次,论文采用雷诺时均N-S方程及Spalart-Allmaras湍流模型,运用NUMECA软件对压气机进行了数值模拟研究。主要对压气机在92000r/min、116000r/min和130000r/min三种不同转速工况下进行流场模拟计算,并根据流场计算结果绘制出了压气机的特性曲线,在此基础上,完成了对压气机特性性能的研究与分析。同时,对压气机在116000r/min转速工况下的最大效率点(流量为0.103kg/s)的内部流场进行了分析,重点研究了叶轮内部的流动损失,研究结果表明:叶轮内部的流动损失主要包括前缘冲击扰动损失、叶尖泄漏损失和尾迹回流损失等。最后,论文以Fine/Design3D为优化平台,采用人工神经网络和遗传算法,以效率和压比为优化目标完成了叶轮的气动优化,并进行了对比分析。结果表明:优化后的叶型与原叶型的形状基本相同,但是在叶根处,优化后主叶片的前缘叶片角有所减小,尾缘叶片角略微增大,分流叶片的前缘和尾缘叶片角均增大,主叶片和分流叶片的型线都整体向尾缘偏移,但叶片弦长保持不变;在叶尖处,主叶片基本与原叶片一致,而分流叶片叶型变化较大,叶型分别向前缘尾缘延伸,叶片弦长有所增加。优化后,主叶片和分流叶片载荷均得到提高,而且叶片前缘的压力分布也变得均匀了,另外,叶轮出口处的流动得到了改善,流动损失减小。优化后,叶轮的效率、压比和综合稳定裕度都得到提高,其中在优化点,叶轮的等熵效率提高了2.03%,压比提高了0.11。论文的研究工作可为涡轮增压压气机的建模、分析与优化提供一定的理论参考,可对涡轮增压技术的发展起到积极的推动作用。