近年来，对转涡轮技术作为可提高航空发动机推重比及飞机性能的有效技术越来越受到重视。目前，在欧美等发达国家中，1+1对转涡轮已经开始应用于某些先进的现役航空发动机中，而1+1／2对转涡轮也已经在某些验证机上得以应用。可以预见，在不久的将来，1+1／2对转涡轮将广泛地应用于先进的航空发动机中。然而，与欧美等发达国家相比，我国在这方面的研究上还相对比较落后。因此，为了大力提高我国航空发动机的研发水平，有必要针对对转涡轮这一关键技术进行研究，尤其是要对1+1／2对转涡轮进行全面细致的研究。正是在这一背景下，本文利用国内首座暂冲式短周期对转涡轮实验台及先进的CFD技术对1+1／2对转涡轮的流动特性及其进口热斑迁移机理进行了大量的实验和数值研究，其中所涉及的主要研究内容如下：1．对设计工况下的1+1／2对转涡轮的流动特性进行了数值研究，得到了1+1／2对转涡轮的定常／非定常流动特性及间隙流动特征。同时，研究结果还表明，在高压动叶中，由于缩放式流道的采用，导致在高压动叶吸力面上产生一组压缩波，该组压缩波与源生于高压动叶尾缘的内伸波和外伸波一起构成了高压动叶中复杂的波系。该波系的直接作用结果导致了高压动叶出口气流具有较高的马赫数，其节距平均值接近1.5，如此高的马赫数在涡轮中是不多见的。此外，数值研究结果还表明，当高压动叶外伸波扫过低压动叶流道时，低压动叶流道中的波系与双圆弧叶型叶栅的超跨音流场存在着相当大的近似性，低压动叶前缘吸力面处产生了一道脱体弧形激波，流道中吸力面上产生了一道正激波，在两道激波之间，存在着较强的膨胀波，但低压动叶流道中的波系强度要明显弱于双圆弧叶型叶栅中的波系强度。以上研究发现的高低压动叶中的波系结构与常规涡轮甚至是1+1对转涡轮显著不同。2．对非设计工况下的1+1／2对转涡轮的流动特性进行了大量的实验和数值研究，得到了该对转涡轮的工作特性，其具体表现为，在相同的落压比下，高低压涡轮的出功比和1+1／2对转涡轮的效率随涡轮转速的提高而增大；在非设计工况下，低压涡轮的作功能力随涡轮转速的提高而减弱；1+1／2对转涡轮的有效工作范围随涡轮转速的升高而逐渐变窄。同时，该研究结果还表明，借助本文的数值模拟方法能够定性地预测1+1／2对转涡轮的变工况性能。3．对进口热斑在1+1／2对转涡轮中的迁移特性进行了详细的数值研究，揭示了冷热气流的分离效应、二次流效应和浮力效应是控制热斑迁移的主要因素，推导出了可以近似评价浮力作用效果的公式，详细阐述了进口热斑尺寸、进口热斑周向时序位置、进口热斑径向作用位置、动叶顶部间隙和热斑温比等对其迁移特性的影响。4．利用国内首座暂冲式对转涡轮实验台对进口热斑在1+1／2对转涡轮中的迁移特性进行了初步的实验研究，结果表明，热斑温比小于1.2的进口热斑流经高压导叶和高压动叶后将被完全弥散，在高压动叶出口处不存在热斑。同时，就高压动叶出口的温度分布而言，数值模拟结果定性上与实验结果基本相符，说明本文的数值模拟结果具有一定的可信度。