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微型离心压气机有着体积小、质量轻,自身结构简单、制造相对容易,单级压比高、可靠性强等优点,因而一度得到广泛应用。目前航空领域对压气机高压比的要求越来越高,而对压气机内部流动形式的研究主要是数值模拟研究,所以对离心压气机内部进行数值模拟计算有着十分重要的意义。离心压气机内部多种复杂的非定常因素相互作用,随之产生的非定常效应十分明显,为了更好的将叶间复杂的非定常效应进行预测,人们发展出了一种新型非定常模拟方法,即非线性谐波平衡法,该方法综合了定常计算的计算精度高以及非定常计算的计算速度快等优点,因而对该方法的研究也逐渐受到了广泛的关注。本文使用NUMECA软件以某微型燃气轮机的离心压气机为研究对象,在5种不同转速下(100%、90%、80%、70%、50%)对其进行了定常数值模拟,且分别绘制出来该离心压气机的特性曲线,研究了离心压气机在设计工况下的流场分布情况;其次分别对3种转速下(100%、80%和50%)的三种典型工况(堵塞工况、设计工况和失速工况)进行了流场分析,对比了该离心压气机在不同转速下内部流场的异同,结果表明离心压气机出现激波的位置在主叶片前缘,且随着转速的降低工作流量范围明显减小,低转速会导致压气机增压能力和效率的降低;在此基础上,使用新型非定常模拟方法—非线性谐波平衡法(Nonlinear Harmonic Balance Method,NLH),对上面5种转速下进行非线性谐波方法数值模拟,并将结果绘制出NLH方法计算结果下的特性曲线,且与定常计算结果进行对比,分析其内部流场的非定常差异;选取非线性谐波法计算中的近最高效率点工况对压气机内部流场结构分布进行详细分析;对叶顶间隙流动的发展和叶轮出口尾迹的发展进行了研究,并研究了离心压气机叶轮和扩压器之间相互作用的影响,研究结果表明在压气机稳定工作范围附近,非线性谐波平衡法与定常计算结果基本一致,在近失速附件差别略大,且高压比离心压气机由于叶轮与扩压器互相干涉会导致强烈的非定常现象。