轴流压气机内部呈现出复杂的流动状态,各种三维流动结构之间相互作用,最终会影响压气机的整体性能。轴流压气机的转子/静子叶尖以及根部区域的流动最为复杂,这些复杂流动更容易使压气机进入非稳定流动状态,进而导致失速。为了保证高负荷压气机拥有更宽的稳定工作范围,本文主要围绕微型涡流发生器这一被动流动控制方法进行研究,并以此发展出不同的流动控制融合方案。研究主要以轴流压气机叶栅/静子的角区分离结构特点和角区失速发生机制为基础,探究不同流动控制技术控制角区分离的能力,在理论研究方面开展分析。研究包含四个部分,在对比了稳定工作环境和失速工况下叶栅的角区分离特点之后,本文借助响应面优化方法得出设计工况下微型涡流发生器的优化参数,并对涡流发生器的结构进行优化。第三部分提出了主/被动流动控制融合方案,并研究了不同融合技术对叶栅性能的影响。第四部分以一多级轴流压气机为研究对象,探索不同流动控制方法在面对级环境中的复杂问题时的表现。各部分的研究情况和主要结论如下:1.通过对设计工况以及失速工况下叶栅通道内三维流场结构以及流动拓扑进行分析后发现:由于该叶栅的叶片吸力面靠近叶根的区域存在较强的径向压力梯度,导致叶片吸力面的低能流体沿展向上移。随着攻角增加,角区分离的起始位置逐渐向上游移动,且堆积在靠近叶片前缘端壁上的低能流体逐渐增多。当角区内的低能流体过度堆积时,叶栅内流场结构会发生明显突变,导致总压损失突然增加,认为此时的叶栅发生失速。本文所研究的叶栅在发生失速时,低能流体会突然大量堆积在靠近叶片前缘的端壁上,使叶片通道内靠近上游的端壁上出现一对远离叶片吸力面的奇点,该流场结构的变化标志着角区失速的发生。2.基于叶栅的数值仿真手段,借助试验设计方法完成用于优化微型涡流发生器参数的样本空间点,构造出近似模型后,借助响应面优化方法得出设计工况下微型涡流发生器的优化结果。在有关微型涡流发生器影响叶栅性能的研究中发现:由于叶片吸力面根部存在较强的径向压力梯度,导致叶片吸力面的低能流体被推向更高的叶展位置。而微型涡流发生器由于自身尺寸以及使用位置的限制,导致其作用高度仅限于叶根附近。因此,在设计工况下,微型涡流发生器产生的诱导涡无法作用于已经被径向压力梯度推向更高位置处的低能流体,而使得叶栅性能变差。随着攻角的增加,微型涡流发生器逐渐发挥作用,并成功将角区失速点从7.9°攻角延缓至10.4°攻角。3.同样以叶栅为研究对象,提出将微型涡流发生器和主动流动控制技术相融合,综合分析这种融合技术的优势,并得出以下结论:（1）借助响应面法分析了微型涡流发生器以及全叶高吸气槽主要结构参数之间的响应关系,发现两者几何参数之间的交互影响不明显,其中一种控制方法的参数改变以后并不会改变另一种控制方法对叶栅性能的影响。因此,在进行类似的流动控制融合技术研究时,可以分别对两种流动控制手段进行设计优化,以减小工作量;（2）主/被动流动控制融合技术可以很好的汲取不同控制方法的优点。采用微型涡流发生器与全叶高吸气槽相融合,可以使叶栅总压损失系数在设计工况下减小13.77%,在失速工况下减小13.85%,失速攻角从7.9°推迟到10.2°。采用微型涡流发生器与分段式吸气槽相融合使总压损失系数在设计工况下减小了11.73%,在失速工况下减小17.98%,失速攻角推迟到9.6°。4.轴流压气机级环境中的流动现象比叶栅中的流动更为复杂,压气机静子会受到上游转子的尾迹涡/叶顶泄漏涡的影响,来流附面层会受到上游轮毂的旋转作用发生倾斜。因此,为了研究流动控制技术在复杂环境中对压气机性能的影响,以一3.5级跨音速轴流压气机级为研究对象,分析了流动控制技术对压气机性能的影响,并得到如下结论:（1）角区失速的发生并不会引起压气机的喘振,而是导致静子近端壁区域的角区分离突然转变成不稳定的流动结构,使压气机气动性能随着流量的减少而出现显著下滑;（2）压气机静子角区失速的直接原因与叶栅一样,都是由于角区低能流体的过度堆积所导致的。（3）主/被动流动控制融合技术在复杂的压气机级环境中仍旧表现出很好的改善压气机性能的能力。微型涡流发生器与全叶高吸气槽相融合,可以使最后一级的失速裕度改进量达到2.46%,最高效率改进量达到1.83%。微型涡流发生器与分段式吸气槽相融合,使最后一级的失速裕度改进量达到2.71%,最高效率改进量达到1.63%。