涡轮增压技术是发动机节能环保的重要技术措施之一,采用涡轮增压技术可以在发动机排量不变的情况下提高发动机的输出功率和最大扭矩。可变喷嘴涡轮增压器因具有降低发动机的燃油消耗和排放,以及在全工况范围内实现与发动机的良好匹配等优点而受到广泛应用。但是在发动机制动以及某些小开度工况下,喷嘴叶片尾缘会产生较强的激波。激波作用在转子叶片前缘,诱发叶片载荷发生大幅度的变化,这种激波诱导产生的转静相互作用是转子叶片发生高周疲劳失效的主要诱因,本文主要围绕喷嘴叶片采用不同凹槽结构进行激波调制的方法进行研究。论文首先通过数值方法研究了小开度工况下可变喷嘴涡轮内激波的演变特征,分析了不同叶高位置转子叶片的载荷,结果表明:在中间叶高位置激波较强,在端壁附近激波较弱,叶片载荷呈现出与激波相似的规律。然后研究了导流叶片吸力面采用凹槽结构弱化激波的机理,通过数值分析得出凹槽结构可以有效地削弱激波并使激波的产生位置明显提前。在此基础上设计了六种不同的导流叶片凹槽模型,对比不同凹槽结构对激波的弱化效果,结果表明:不同凹槽结构叶片对激波强度抑制具有不同的效果,当凹槽个数越多、凹槽越紧密、凹槽的宽度越小,其抑制激波的能力越强。由于激波的影响区域主要集中在中间叶高区域,因此非全叶高凹槽模型可以在保证激波削弱效果的同时有效地降低涡轮效率的损失。论文针对导流叶片采用等高凹槽结构和渐变凹槽结构进行了数值计算,分析了两种模型导流叶片内部流动情况、导流叶片尾缘激波强度、转子叶片载荷特性以及涡轮性能。结果表明:凹槽结构会改变流场中激波的形态,可以将正激波转变为多道斜激波以及一道弱正激波,从而降低激波强度。两种凹槽模型均可以降低转子叶片载荷波动,从而降低转子叶片发生高周疲劳失效的风险。与等高凹槽模型相比,渐变凹槽模型的激波削弱效果要好一些,同时其对涡轮效率的影响更小。