随着航空业的快速发展,现代飞机高速、高燃油率等对航空发动机性能提出了极高的要求。压气机叶片作为航空发动机核心组件之一,其气动特性的优劣直接决定着发动机性能的好坏。因此,研究叶片表面微形貌对其气动特性的影响规律,及如何降低叶片总压流动损失,提高叶片气动性能,是当前主要任务。本文首先设计一种新的凹坑结构并采用数值模拟的方法研究其在湍流流场中的流动特性,并考虑凹坑形状、直径、深度、间距和排布等对流动特性的影响规律,选出减阻性能最佳的组合方式；随后通过分析凹坑面和光滑面的壁面切应力、静压、近壁区流场特征及流动参数沿高度方向的变化等研究凹坑面湍流流动特性及机理。然后将减阻性能最佳的凹坑结构应用在叶片上,并分别布置在吸力面30%-60%和75%-95%倍轴向弦长处,研究凹坑对不同攻角下叶栅气动特性的影响规律,并比较两者的减阻性能；并对凹坑叶片表面静压系数、粘性阻力、尾迹损失、总压流动损失等气动参数的变化作深入的分析。数值研究结果表明：凹坑有效地降低了叶片流动损失；随后对叶片表面凹坑的减阻特性进行风洞实验验证,证实了将凹坑应用于航空叶片表面的可行性。最后针对航空叶片加工精度问题,采用可实现化k-ε湍流模型和可展壁面函数法,研究叶片表面粗糙度大小和分布对不同攻角下叶片气动性能的影响规律。选取七种粗糙度值(等效砂砾粗糙度Ks=4.96、9.92、19.84、39.06、77.5、155、2001μm),和三种粗糙度分布(将吸力面平均分成前(0-1/3c),中(1/3-2/3c),后(2/3-1c)三部分),并对叶片吸力面粘性阻力、尾迹损失、总压流动损失、负载能力等气动参数的变化作深入分析。研究结果表明,粗糙度存在一个阂值,小于该阈值时,对叶片总压流动损失影响不大,超过阈值时,总压流动损失将急剧增加；另外,叶片吸力面整体粗糙效应远大于局部粗糙效应；叶片局部粗糙时,所有攻角下,叶片吸力面前、中部(0-2/3c)粗糙对叶片气动性能影响较大,吸力面后部(2/3-lc)粗糙对叶片气动性能的影响较小。最后进行平面叶栅风洞实验,所得实验结果与数值仿真结果趋势基本一致。