现代大型客机均采用大涵道比涡轮风扇发动机,压气机和大风扇作为涡扇发动机的核心部件,其性能的改善对于发动机性能的提高有着至关重要的作用,而压气机/风扇叶片性能的提升依赖于良好的叶片设计。叶片设计的理论依据是叶片几何造型的变化引起其气动性能参数的规律变化。其中,不同叶高处叶型的变化将改变径向载荷分布,对压气机/风扇叶片性能产生不同影响。因此,径向载荷分布作为叶型和性能的桥梁,掌握其影响规律可以有方向地改善叶片性能,对压气机/风扇性能的研究具有重要意义。通过文献调研,国内外对压气机/风扇的气动性能优化过程中已经初步发现了优化叶片和原叶片在不同叶高处的加功量差别,但还存在一些不足:未将径向载荷分布与压气机/风扇的各个主要性能参数直接联系起来,缺乏对径向载荷分布影响规律的实验研究。针对上述不足,本文利用目前已基本成熟的压气机/风扇优化设计技术对实际的叶片进行优化设计,通过对寻优所得的优化叶片与原叶片的对比分析了叶片加功量对压气机/风扇主要性能指标——效率、总压升和稳定运行范围的影响规律;另一方面,以单转子轴流压气机为研究对象,利用实验的方法探究了来流压力径向分布对压气机性能的影响规律。具体的研究工作主要为以下几点:（1）基于Kriging代理模型构建了一套针对压气机和大涵道比风扇叶片性能的气动优化设计方法,该方法集成了参数化建模、Turbo Grid网格划分、CFX计算和CFD后处理组合优化技术。该方法以压气机/风扇叶片的各叶高截面叶型为优化对象,设定叶片安装角扭转和最大厚度位置为参数进行叶型重构,选取待研究的相关性能参数作为目标函数,对压气机/风扇叶片的主要性能参数进行优化评估。（2）基于数值优化平台和叶片设计,研究了叶片加功量分布对压气机效率和总压升等性能参数的影响。针对压气机的主要性能参数——效率、总压升,分别利用上述的优化方法对其进行优化设计。经过若干次迭代寻优,成功搜索到设计空间中的可行区域,迅速提高了目标函数值,并发现最佳优化设计。以效率和总压升为目标函数得到的优化叶片分别将相应指标提高了3.07%和14.8%,并在全工况范围内提升了相应性能。通过分析优化叶片的出口参数沿径向分布情况和流场细节,探究了叶片径向载荷分布对效率、总压升等性能参数的影响规律。（3）基于数值优化平台和叶片设计,研究了叶片加功量分布对大风扇稳定运行范围的影响。针对大风扇的重要性能参数——稳定运行范围,利用优化方法对其进行优化设计。优化所得叶片的稳定运行范围相对原叶片拓宽了10.1%,且在此范围内的性能得到较大提升。通过分析优化叶片的出口参数沿径向分布情况和流场细节,研究了径向载荷分布对大风扇稳定运行范围等性能参数的影响规律。（4）以单转子低速轴流压气机为研究对象,探究了不同的来流压力径向分布对压气机性能的影响。在一定的几何约束下,设计三组基本类型的压力剖面,依次对应均匀来流、速度沿叶高增大和速度沿叶高减小的来流形式。根据初步设计进行三维建模,并通过CFD仿真验证了其对来流压力径向分布的改变效果后,进行实物加工得到三种压力剖面装置。将压力剖面装配到压气机转子上游位置,分别进行以上三种来流形式下的压气机性能测试实验。实验结果表明,不同载荷分布的来流形式对压气机特性曲线中的稳定运行范围和总压升均产生了一定影响。通过分析压气机转子进出口气动参数在径向分布的变化,进一步研究了来流径向载荷分布对压气机性能的影响规律。