风扇/压气机的常规设计和分析体系,正面临着当前航空发动机飞速发展所带来的新的挑战,该文关于基本涡动力学方法的诊断和设计,则是对于叶轮机气动设计和分析方法改革的有益尝试.以某单级压气机实验件为例,该文通过常规设计、常规诊断以及性能实验为引导,逐步深入地讨论了该设计在新型诊断方法下存在的问题,并以此来将一个与常规诊断方法有很大不同的追究其物理根源的涡动力学诊断方法引入到叶轮机分析体系当中.在此基础之上,一种能够将新型诊断方法所确定的控制目标有机融入到设计体系中的新型叶轮机气动设计方法随之建立,这种新设计体系弱化了对经验公式和经验参数的依赖,并提高了设计成功的效率.设计结果经过CFD数值模拟验证表明,新的设计方法能够提供在较大攻角情况下的加功增压能力,提供在较大攻角范围内的较高效率.上述结果也通过新型诊断技术分析了原因,也说明了新的设计体系确实能够在最大负荷设计方面提供一些初步成熟的探索方向.这些方向包括:——利用涡动力学诊断目标函数总压流和周向涡量分布态势控制加功量沿叶高的最优分布方案;——利用涡动力学诊断目标函数轴向边界涡通量(BVF)控制落后角的三维修正及最优分布;——气动弯掠造型设计直接与流道的优化设计相关联,并得到加功量分配最优控制制约,通过对前缘曲线空间函数形式的控制,获得能使相应的诊断目标函数最优的空间弯掠方案;——设计工况点的最优选取,将使特性曲线的变化趋势易于控制,并且能够在最大负荷设计的同时,获得一个较宽广的稳定工作裕度.