涡轮增压是内燃机实现节能减排的关键技术和有效措施,离心压气机是涡轮增压器的核心部件,高压比、高效率、宽流量范围的跨音速离心压气机设计一直是叶轮机械领域的重点和难点。高压比的需求使叶轮内部出现跨音速流动,激波和边界层及叶尖泄漏流的相互作用将进一步恶化内部的复杂流场,影响离心压气机的性能。在现代叶轮机械的设计中,掠叶片技术是减少压气机叶尖泄漏损失和实现更高性能的有效方法,因此,开展跨音速离心压气机掠叶片设计技术的研究,对未来高性能离心压气机的发展具有重要的意义。本文对某跨音速离心压气机进行掠叶片设计及数值模拟,在可信的数值方法下,对比分析多组主、分流叶片前缘掠及混合掠的设计方案,研究主叶片前缘掠、分流叶片前缘掠、前缘混合掠对跨音速离心压气机性能的影响。对不同主叶片前缘掠角的跨音速离心压气机进行了研究,结果表明:主叶片掠改变了压气机的堵塞流量;随着掠角α由-20°增加到+10°,叶片载荷分布优化,斜激波、通道激波与分流叶片吸力面激波逐渐减弱,改善了低能流体及泄漏流的发展,使压气机整体性能有所提升;掠角α继续增大,主叶片吸力面前缘静压降低,低能流体径向流动增强,二次流增加,因而使流动较不稳定,性能下降。对不同分流叶片前缘掠角的跨音速离心压气机进行了研究,结果表明:分流叶片掠几乎不改变压气机的堵塞流量,对斜激波影响较小;随着掠角β由-20°增加到+10°,叶片载荷分布均匀,泄漏流减小并由左侧槽道向右侧槽道偏转,改善了流通情况,使压气机性能提高;当掠角β继续增大时,通道激波和分流叶片吸力面激波增强,右侧槽道泄漏流增多二次流增加,流动较不稳定,损失增多从而使性能下降。对主、分流叶片混合掠的跨音速离心压气机进行了研究,结果表明:主叶片前掠10°的非平行混合掠对压气机的影响与分掠叶片掠的相似,平行混合掠具有主、分流叶片掠的共同特点。随着掠角α、β从-20°增加到+15°,主叶片载荷分布、流体径向迁移、斜激波和下游低能流体都有所改善;掠角继续增大时,分流叶片吸力面激波增强,流体径向流动增多,右侧槽道泄漏流及二次流增加,损失增大导致性能下降。case_MF15SF15方案的压气机性能最佳,比原压气机效率提升1.43%,压比提升1.34%。