离心压气机在国民经济各部门中占有重要地位,特别是在动力工业、冶金、石油化工、天然气运输等工业部门获得了广泛的应用。其在船舶动力领域主要应用于船用内燃机的废气涡轮增压器。随着内燃机节能减排的要求不断提高,内燃机增压技术得到了很大的发展,高压比技术已成为先进内燃机的核心技术之一。而高压比技术导致离心压气机的流动更加复杂,随之带来的噪声问题也日益受到关注,因此对高压比离心压气机流场与声场的研究以及噪声控制研究对其气动性能与声学性能的提升都具有重要的意义。本文借助BladeModeler软件平台,将设计优良的叶轮模型进行几何前处理,利用BladeGen将处理后的模型进行参数提取,最后生成三维实体模型与流场仿真模型。经过压气机性能的仿真与实验对比验证,该建模技术建立模型准确、误差合理。该技术可实现复杂压气机扭曲叶轮与叶片扩压器的再设计,克服扭曲叶轮流域的网格划分难题,为仿真研究提供快速通道。采用有限体积数值计算方法进行离心压气机流场仿真计算,以Navier-Stokes方程作为理论支持,并采用k-ε双方程湍流理论模型进行粘性流体运动分析,通过与压气机性能实验对比来验证数值计算的准确性。从子午流面、叶轮、扩压器、蜗壳四个方面对压气机流场进行分析。结果表明:叶轮流道内产生的泄漏涡与主叶片前缘激波相互作用造成有叶顶间隙下的流动损失,高速流体与机匣壁面产生壁面涡与主、辅叶片前缘的激波损失造成无叶顶间隙下的流动损失。叶片扩压器静压损失系数与总压恢复系数呈负相关性。随着流量的增加而不断增加,扩压器出口气流速度不断增加造成气流在出口形成负冲角,高速气流射向扩压器叶片前缘工作面,使得其载荷发生突变并造成流动恶化,该过程是造成扩压器性能随着流量增加而不断下降的主要原因;蜗壳静压损失系数与总压恢复系数呈负相关性。相同转速下,径向速度随着流量而不断增加,导致轴向速度不断降低,蜗壳内部分流体没有足够的推动力迅速排除蜗壳,在蜗舌处受到到较大速度与压力梯度影响形成漩涡,漩涡造成的堵塞是造成蜗壳性能不断降低的主要原因。从计算气动声学原理出发,得到适合高压比离心压机的声场数值计算方法,对Mohring声类比法进行数值处理,进行压气机气动噪声与流致辐射噪声数值计算分析,结果表明:压气机气动噪声主要由离散噪声与涡流噪声两部分组成,叶频噪声为计算工况下主要噪声源;压气机流致辐射噪声的声压级较气动噪声有较大衰减。由于蜗壳与空气在不同频率下噪声辐射效率不同,声压级在各个频率下衰减程度各不相同。开展压气机辐射噪声与蜗壳结构振动实验研究。实验证明了增压器蜗壳表面振动与辐射噪声存在相关性,由气动力诱发蜗壳表面振动,蜗壳表面振动是产生蜗壳辐射噪声的主要原因。目前关于高压比离心压气机实验研究较少掌握增压器蜗壳结构振动与压气机噪声的关联性,可为增压器降噪提供了新思路。利用逆向建模技术进行压气机仿真模型建立,采用声类比法进行气动噪声计算,根据不同的蜗壳设计方法,建立6组压气机蜗壳结构模型。从噪声源的控制角度出发,进行蜗壳结构的离心压气机气动噪声控制分析。结果表明:考虑蜗壳螺旋线设计时,Stepanoff蜗壳模型具有较好的噪声控制效果;考虑蜗舌设计时,6mm圆形蜗舌获得较好的噪声控制效果;考虑出口锥管设计时,径向出口扩压锥管设计起到良好的噪声控制效果。