随着燃气轮机不断向大功率、大流量和高压比发展,作为重要部件之一的轴流压气机越发需要更先进和更精细化的设计方法。传统的一维、二维、准三维再到三维造型和三维流场数值仿真的设计方法不仅需要设计者有丰富的设计经验,还需要花费大量的设计时间进行参数调整和三维流场数值模拟计算,归结其原因就是设计初期并未或未充分考虑三维粘性流动,使得不同设计阶段的流场匹配不佳,从而需要反复调整叶片,并且三维阶段的流场数值仿真在设计过程中占比较大,导致设计周期较长。而通过缩放的方法,将高维度数据向低维度传递,可以提高低维度压气机设计的精细化程度继而提升轴流压气机设计或轴流压气机性能预测的准确度,能够减少设计迭代的次数,缩短设计周期。本文在轴流压气机传统设计体系的基础上,提出了跨维度缩放气动设计和缩放性能预测的方法,并通过轴流压气机算例进行了验证。本文主要完成了以下工作。第一,对缩放方法进行研究,并研究缩放方法在轴流压气机设计体系上的应用。第二,通过开发集成化、自动化的平台进行实现研究得到的轴流压气机设计的缩放方法。具体地,通过编写新程序的方法将现有轴流压气机设计体系过渡到本文提出的缩放设计体系,将设计方法中所用的命令行程序模块化和界面化,集成为轴流压气机缩放气动设计平台,提高设计的自动化程度。第三,应用轴流压气机缩放气动设计平台,使用缩放设计方法将包含端区损失的三维流场仿真结果迭代回S2反问题设计模块,对现有轴流压气机算例进行调整设计,对缩放设计方法进行验证。第四,应用轴流压气机缩放气动设计平台,使用缩放预测的方法将三维流场仿真结果用于修正前人的经验损失预测模型,将修正后的模型进行算例验证并应用于S2正问题模块计算,对缩放预测方法进行验证。使用缩放设计方法对某型轴流压气机设计点进行缩放再设计,在压比和流量符合设计要求的情况下,等熵效率提高了0.4%;利用缩放性能预测的方法预测某型轴流压气机典型级损失,得到的损失分布与CFD计算结果吻合良好,进一步使用S2正问题模块进行性能预测,预测精度较使用原损失模型有所提高。