超声速涡轮作为未来发动机的关键性技术,其气动性能的优劣对于发动机的整机性能具有着重要的影响。而在超声速工况下,传统的渐缩型流道叶型并不适用,其流场内的损失急剧增大,因此发展缩放型流道叶型成为改善超声速涡轮性能的重要途径。本文首先在原有的渐缩流道叶型的基础上进行改型,将其原本的渐缩流道改为缩放流道,使其适应超声速工况(马赫数1.3以上)。对改型前后的叶型进行数值模拟,比较二者的内部流场特性以及损失的变化,找出渐缩叶型不适合超声速工况的原因。通过分析缩放叶栅在高出口马赫数下的流场特性,对各种损失分别进行对比分析并提炼损失模型,发现影响二者损失变化的主要因素是激波损失,并提出了进一步改进的方向。其次,本文以缩放叶栅叶型为基础,通过优化平台对出口马赫数1.3的工况进行优化设计计算,以部分叶型参数为设计参数、能量损失系数为目标参数,采用多岛遗传算法,得到在该工况下总损失最低的叶型数据。通过对优化叶型与原始叶型进行计算及对比,分析其损失降低的主要原因。并对优化叶型进行变工况计算,比较优化叶型与原始叶型在超声速出口马赫数工况下的性能。结果表明,激波之间的掺混使得优化叶型在高出口马赫数下的损失变高了。最后,本文以优化设计后的优化叶型为基础,对叶型进行局部改型,分别在吸力面和压力面靠近尾缘处做了一个凹型设计。通过对不同的改型方案进行计算并与改型前进行对比,分析改型对流场中的各种损失的影响情况并对其原因进行探讨,结果表明压力面改型在超声速工况下可以有效的减弱激波损失,进而减小总损失。本文通过提炼损失模型的方法,对缩放叶型、优化叶型以及局部改型后的叶型流场进行了详细的分析,为今后的流场分析以及如何设计出性能更好、适用于更高出口马赫数工况下的超声速涡轮叶型提供了一定的依据。