压气机是航空燃气涡轮发动机的三大核心部件之一,对航空发动机的性能、可靠性以及经济性都起着至关重要的作用。高推重比、高载荷和高稳定性一直是压气机的发展方向,随着现代先进航空发动机研发技术的发展,跨声速压气机设计理念被广泛应用。在跨声速压气机中,较高的叶尖速度导致叶尖流场具有强烈的非定常特性。在近失速工况下,间隙泄漏涡的破碎会导致流场堵塞加剧,并带有强烈的非定常脉动,是跨声速转子旋转失速的主要诱因。因此,直接在叶顶附近进行流动控制是弥补跨声速压气机失速裕度不足的有效手段。本文采用在转子机匣上进行非定常孔式抽吸的方法,对转子叶顶区域的复杂三维流场进行流动控制,以达到拓宽转子稳定工作范围的目的。本文选用NASA Rotor37作为研究对象,针对该转子进行了网格无关性验证。为了与实验条件更为接近,选择根据实验数据给定入口条件,并将机匣设置为等温边界条件。该设置方式使得叶尖区域的数值模拟结果与实验结果更为接近;在此基础上,设计了本文所用的抽吸模型,通过采用切分转子间隙的方法,避免了间隙尺寸对转子性能的影响,同时对于上层间隙和抽吸孔使用一体化网格,确保了数据传输的准确性。为节省时间和计算资源,本文在抽吸方案的研究中采用了定常计算方法。为此针对该转子进行了定常和非定常计算对比,来验证定常计算方法的可行性。两种计算方法得到的转子特性线吻合较好,仅在近失速工况附近的转子叶尖区域存在差异,定常计算低估了由叶尖非定常现象造成的部分损失,导致机匣附近的等熵效率比非定常结果高出6%。在抽吸方案探究中详细对比了不同抽吸位置和抽吸量对抽吸效果的影响,最终确定在20%轴向弦长位置进行非定常孔式抽吸,抽吸孔位于吸力侧正中时,瞬时抽吸率控制在0.46%附近（时均抽吸率为1.0%）。本文采用非定常计算方法首先对比了非定常近失速工况（C工况）、定常近失速工况（B工况）和峰值效率工况（A工况）下,抽吸前后的总性能、出口气动参数和时均流场的变化,结果表明在20%轴向弦长处、时均抽吸率为1.0%的情况下,抽吸使得转子失速裕度提高了6.86%,同时能够在保证效率不下降的情况下,将B、C工况的总压比的绝对值提升约2.0%。对于峰值效率工况,由于非定常抽吸的作用导致叶尖流场产生非定常波动,对转子性能产生负面影响,转子总压比下降0.7%,等熵效率下降0.24%。文中还针对三个典型工况下抽吸前后叶顶间隙泄漏流分布进行了分析,以探究本文所选抽吸方案的扩稳机理。研究发现,本文所选抽吸方案通过吸除部分激波前段叶尖泄漏流,改变了激波位置的泄漏流流向,减弱了激波后泄漏流强度,减少了叶尖流场的二次泄漏,缓解了流道内的堵塞状况,提高了转子叶尖流场的稳定性。此外,论文进一步分析了叶尖三维旋涡结构,并建立了近失速工况下抽吸后该跨声速转子的旋涡模型。结果表明,在B、C工况下抽吸仅减小了叶尖涡结构的尺寸,能够有效缓解叶尖堵塞,推迟旋转失速的发生,提高转子稳定性;而在A工况下抽吸改变了叶尖涡系结构的组成,导致叶尖流场产生了明显的非定常波动,叶尖流场流动状况恶化。最后,对近失速工况下抽吸的非定常作用机理进行了分析。通过对抽吸前后叶尖流场非定常特性的对比,发现该非定常抽吸方案提前结束了涡破碎结构的膨胀,并改变了旋涡的发展方向,缓解了叶尖流场的堵塞;此外,抽吸还改变了原流场大尺度的自激非定常特性,减小近失速工况（C工况）下叶尖流场的非定常波动幅度,进而提升了转子叶尖流场的稳定性。