该文的目的是通过对典型的叶轮机械,轴流通风机转子叶顶区域流场的深入研究,进一步探索其内部的流动机理,丰富对这种复杂流动现象的认识,为研制高性能的叶轮机械积累关键的实验数据和提供重要的理论依据.该文通过实验测量和数值模拟相结合的方法来研究不同叶顶间隙高度下的轴流通风机转子叶顶区域的流动.该文主要研究内容和研究成果如下:1.设计和制造轴流通风机转子实验件,根据国家通风机性能测试标准搭建进气性能实验台.分别在三个不同高度的叶顶间隙下(0.66％叶高、1.98％叶高和3.96％叶高),对轴流通风机进行了空气动力学性能实验,获得的通风机性能曲线表明,随着叶顶间隙的增大,轴流通风机的总压效率、静压效率、总压和静压都减小.2.将激光多普勒测速仪PDA系统和粒子图像测速仪PIV系统同时应用于旋转叶轮内部流场的测量,通过实践解决了激光测量旋转叶轮流场中存在的一些关键和特殊问题.3.采用三维PDA系统对轴流通风机转子顶部区域流场进行了测量,获得了不同叶顶间隙高度下的叶顶区域三维时均速度场.4.采用两维PIV系统对轴流通风机转子顶部区域流场进行了测量,获得了不同周向位置上的两维速度场.5.利用CFX-Tascflow软件平台对三个不同叶顶间隙高度下的通风转子内部流场进行了三维数值模拟,补充了叶顶区域的压力分布.分析了叶顶泄漏流动和压力分布之间的关系,发现叶顶泄漏流动和压力线的极小点位置相一致,表明叶顶泄漏流动和通道主流的相互混合形成低速低压的流动损失区.6采用叶顶泄漏流动混合损失模型对叶顶泄漏流动所造成的流动损失进行了预测.该文全面系统地研究了轴流通风机转子叶顶区域的复杂流动,分析了在不同叶顶间隙下的叶顶泄漏流动特点,描述了叶顶泄漏涡的形成和发展过程,以及叶顶泄漏涡的不稳定性,发展了叶顶泄漏流动的流动损失预测公式,对于提高叶轮机械的研制水平具有重要的指导意义.