离心压气机由于结构简单,工艺性好,且稳定裕度较宽等优点,在众多领域得到了应用,实现离心压气机向更高压比、更高效率和更宽泛的稳定工作范围进行优化成为了研究人员们关注的焦点。目前许多研究表明在叶轮机械内部,由于叶顶间隙造成的叶尖泄漏涡是压气机中损失的主要来源,因此如何合理控制压气机间隙处的泄漏流动成为了研究重点。叶尖小翼技术作为几何修型的方式之一受到了关注,大量学者的研究表明叶尖小翼的合理布置可以有效控制间隙流动,本文旨在研究叶尖小翼技术对离心压气机内部流动的影响,主要研究工作如下:首先,本文以NASA低速大尺寸离心压气机LSCC为研究模型,对不同工况下加装不同安装方式的(压力面小翼、吸力面小翼)的叶尖小翼进行了研究,分析其气动特性的变化,数值计算结果表明设计间隙下三种宽度的压力面叶尖小翼分别使离心压气机叶轮的流量稳定裕度扩大了 1.4%、2.4%、3.1%,逐渐前移的叶尖泄漏涡是导致叶轮失速的重要原因,压力面小翼对泄漏涡的抑制作用使稳定裕度扩大。而三种不同的吸力面小翼方案分别使稳定裕度减小了 0.76%、2.2%、15.3%,吸力面叶尖小翼对离心叶轮的作用效果相反,使叶顶位置的泄漏涡强度增加,使叶轮提前失稳。然后,在小间隙工况下对叶轮进行了数值计算,发现小间隙下泄漏强度减弱,稳定范围比设计间隙下增加了 12.3%,对小间隙工况下采用不同小翼安装方式的方案进行模拟计算,三种不同宽度的压力面小翼方案分别使稳定裕度减小了 4.38%、6.03%、19.25%,小间隙下压力面小翼的加装会使泄漏流强度增加,起始位置更加靠前,且泄漏流在靠近尾缘处发生破裂而形成更多的低速流,诱导叶轮失速提前。而不同宽度的吸力面小翼对叶轮稳定裕度的影响不同,SW1方案使稳定裕度降低17.21%,流道内靠近尾缘位置的泄漏流破碎,影响了流道的流通性能,而SW2和SW3方案对稳定裕度影响较小。最后,对在不同安装方式的叶尖小翼顶部增设凹槽的方案进行数值模拟,发现在压力面小翼上增设叶顶凹槽,使低速大尺寸离心叶轮稳定裕度增加了 5.03%,在增设凹槽结构后,部分泄漏流进入凹槽内部向下游移动直至从凹槽内流出,抑制了泄漏涡的产生,因此会扩大叶轮的稳定范围。在吸力面小翼上增设叶顶凹槽,使叶轮稳定裕度增加了4.1%,除了泄漏流流进凹槽内部改善泄漏涡强度外,在前缘处形成了小范围向前卷吸的不利于流体流通的区域,这是吸力面增设凹槽后效果不如在压力面增设凹槽的原因。