现代燃气轮机向高负荷、高效率、高稳定性的方向发展，对压气机部件性能提出了越来越高的要求。伴随压气机负荷的提高必然会导致叶栅内的二次流强度增大，流动分离加剧，损失增大，压气机效率降低。因此，控制扩压叶栅内二次流已经成为提高压气机性能的一个主要的研究方向。弯叶片作为控制扩压叶栅二次流的重要手段之一，已经被广泛地用于压气机叶片设计中。正弯叶片通过改变作用于气体的叶片力使叶栅端壁附面层内低能流体向叶展中部迁移，降低了端壁负荷，控制叶栅二次流，推迟了角区分离的发生，降低了二次流损失；但是端壁低能流体向中部迁移必然导致叶片中部附面层厚度增大，致使叶栅中部的流动损失增大。反弯叶片的作用机制则相反。所以只有合理的弯叶片设计才能够提高扩压叶栅的气动性能。　　虽然弯叶片已经在轴流压气机叶片设计中被广泛的应用，但是以往的弯叶片在压气机中的应用主要是为提高已有压气机气动性能进行的改型，很少有压气机在初步设计过程中就考虑弯叶片的影响。为此本文通过对不同叶栅几何和气动参数下弯叶片的数值模拟，研究了弯叶片对扩压叶栅气动性能的影响，给出了能够用于多级压气机初步设计的亚音速扩压叶栅弯叶片的损失和落后角随叶栅参数变化的关系式。然后研究了最佳弯叶片设计参数随叶栅几何和气动参数的变化规律，并在此基础上建立了一个亚音速扩压叶栅的最佳弯叶片积叠线参数的预测方法。　　本文用优化方法研究了积叠线控制参数对弯叶片性能的影响。通过商业软件和自编程序的组合搭建一个三维弯叶片优化平台，并用该优化平台分别在不同进口马赫数、展弦比、稠度、折转角和安装角下进行了一系列弯叶片优化（共5组35个叶栅优化方案）。结果表明：直叶栅损失随进口马赫数、稠度、折转角、安装角的增大而增大，随叶栅展弦比的增大而减小。在本文所选积叠线形式下，弯叶片损失随弯高的增大而减小，最佳弯高为0.5；弯叶片损失随弯角的增大先减小后增大，呈现出近似抛物线形式的变化规律，存在一个最佳弯角使弯叶片损失最小。不同叶栅几何和气动参数下，最佳弯叶片的弯角不同，而且弯叶片收益也不同。并给出了确定最佳弯叶片的方法：计算0.5弯高下不同弯角的弯叶片方案，损失最小的方案即为最佳弯叶片。　　对扩压叶栅的二次流损失和落后角模型的研究有很多，其中应用比较广泛的是Roberts提出的二次流损失和落后角模型（沿展向分布规律）。但是Roberts模型只考虑叶栅稠度和折转角以及进口附面层位移厚度的影响，没有考虑叶栅进口马赫数、展弦比和安装角的影响。本文研究了扩压叶栅的损失和落后角模型的关键参数（叶栅中部损失、最大二次流损失、最大二次流损失的展向位置以及二次流损失范围；叶栅中部落后角、最大落后角、最大落后角的展向位置以及端壁落后角）随叶栅进口马赫数、展弦比、稠度、折转角和安装角的变化规律，然后在Roberts模型基础上提出了一个更全面的扩压叶栅直叶片的损失和落后角模型。　　在弯叶片中：叶栅中部损失随弯角增大而增大，呈现出近似于指数形式的变化规律；叶栅最大二次流损失随弯角增大先减小后增大，呈现出近似于抛物线形式的变化规律；最大二次流损失的展向相对位置随弯角的增大而增大，呈现出近似于指数形式的变化规律；二次流损失范围随弯角的变化规律与最大二次流损失位置随弯角变化规律相同，而且二次流损失范围可以用最大二次流损失位置来表示。同样，在弯叶片中：叶栅中部落后角随弯角增大而增大，呈现出近似于指数形式的变化规律；叶栅最大落后角随弯角增大先减小后增大，呈现出近似于抛物线形式的变化规律；最大落后角的展向相对位置随弯角的增大而增大，呈现出近似于指数形式的变化规律；叶栅端壁落后角随弯角的变化规律与最大落后角随弯角的变化规律基本相同，而且端壁落后角可以用最大落后角来表示。分别给出叶栅的进口马赫数、展弦比、稠度、折转角和安装角对弯叶片损失和落后角沿展向分布的关键参数随弯角变化规律的影响。基于以上的研究，本文给出了适用于多级压气机初步设计（S2流面分析）的扩压叶栅弯叶片损失和落后角沿展向分布的关键参数随叶栅参数和积叠线参数变化关系式，为实验建立弯叶片的损失和落后角模型提供了方向和数据储备。　　当叶栅的扩压因子小于0.6时，弯叶片最佳弯角随进口马赫数、折转角和安装角的增大而增大；最佳弯角随叶栅展弦比的增大而减小，当展弦比大于2时最佳弯角随展弦比的变化很小；最佳弯角随叶栅稠度的增大先减小后增大。通过对以上规律分析和总结，本文认为最佳弯角是由直叶片负荷沿展向分布的不均匀度决定的。叶栅负荷沿展向分布的不均匀度越大最佳弯角越大。然后根据近200组叶栅方案（约2000个弯叶片数值模拟结果）中最佳弯角随叶栅负荷不均匀度变化规律，本文给出了亚音速扩压叶栅的最佳弯叶片方案的预测方法。