在航空燃气涡轮发动机中，对气流变化最为敏感的部件就是风扇/压气机，由于进气畸变造成的风扇/压气机气动稳定性严重恶化问题引起了国内外研究人员的高度重视，广泛地开展了研究。针对风扇/压气机部件开展进气畸变试验研究存在设备造价昂贵、测量手段复杂以及周期性长等缺点，而采用直接数值模拟或大涡模拟方法来研究进气畸变问题则需要模拟全通道全尺度流场细节，耗费大量计算机资源和时间，从目前来看，这两种方法均不适合在风扇/压气机的设计阶段进行稳定性相关研究。面对当前进气畸变下高性能风扇/压气机稳定性分析方法的迫切需求，本文基于彻体力思想建立了一个适用于在压气机设计阶段分析进气畸变对风扇/压气机性能和稳定性影响的三维彻体力计算模型，并以几个典型的压气机为研究对象，对模型进行了详细的验证，同时利用模型模拟了各典型压气机在多种稳态畸变形式下的性能和稳定性，分析了各压气机在畸变进气下不同叶高的抗畸变能力和畸变传递特征，最后针对单转子高速压气机NASA Rotor37模拟其在周向总压畸变下的失速特征和过失速状态下的非定常流动现象，进一步深入研究了进气畸变对风扇/压气机内部流动影响的细节特征，加深了进气畸变类大尺度扰动对压缩部件稳定性影响的机理认识。本文主要包括以下4部分研究工作：　　第1部分，建立了一个风扇/压气机三维非定常彻体力模型。首先，将彻体力理论与当前的CFD计算优势相结合，发展出一套基于均匀进气下三维稳态CFD计算解的压气机彻体力提取和参数关联方法并分析总结CFD流场气流参数分布，给出彻体力源项在叶片区内的分布规律；其次，以“轴对称特性”为理论基础，将全叶高的轴对称左支特性与稳态彻体力特性相结合，组合成了一个全流量范围内与当地流动参数相关联的彻体力特性；最后，综合上述技术建立了一个适合于在设计阶段进行稳定性分析的风扇/压气机三维非定常彻体力模型CSAM，可针对单级或多级轴流压气机径向畸变、周向畸变以及复杂组合畸变进行全通道三维模拟和分析。　　第2部分，编写了相应的三维彻体力数值计算程序CSAC，并详细给出了计算程序所采用的数值计算方法和格式。通过对单转子高速压气机NASA Rotor37、单级高速压气机NASA Stage35以及四级低速轴流压气机开展均匀进气下详细的CSAC数值模拟，并与CFD以及试验结果进行对比分析，验证了CSAC程序的正确性，验证内容主要包括三个方面：1）通过对比总体特性，发现CSAC计算结果与相同条件下的单点CFD计算结果的最大误差不超过2％，验证了彻体力源项提取方法的正确性；2）应用CSAC计算不同进口条件下的压气机特性并与CFD以及试验测量结果对比，验证了源项参数关联的正确性；3）通过对比气流参数沿径向和轴向分布发现相同位置上CSAC模拟结果与CFD计算以及试验测量结果的最大误差不超过4.5%，验证了彻体力源项在叶片内部三维分布规律的合理性。　　第3部分，针对四个典型压气机开展了多种稳态畸变模拟，结果显示：与均匀进气下CSAC模拟结果相比，在畸变度为11.5%的90度周向总压畸变下Rotor37的近失速点总压比下降2.8%，近失速点流量增大3.2%；而同一总压畸变下Stage35的近失速点总压比下降3.2%，近失速点流量增大5.3%；进口畸变气流经过转子前缘截面时表现出明显的流动再分配现象；总压畸变经过Rotor37的转子后强度由11%明显减弱到6%左右；当转子即将离开畸变区时，由大攻角引起的叶尖高负荷使得转子尖部克服流动分离的能力急剧减弱，从而严重影响该压气机的气动稳定性；低总压畸变区的转子做功增大，导致在转子出口出现高总温畸变区；畸变度为10.75%的90度周向总温畸变使得Stage35的近失速点压比下降4.5%，近失速点流量增大2.7%；该总温畸变经过转子后强度由11%逐渐减弱到7%左右，不同叶高处总温畸变衰减幅度相差不大；由上述90度总温总压畸变在周向上无相位偏差地叠加形成的组合畸变使得Stage35的近失速点总压比下降6.4%，近失速流量增大4.5%，可见该组合畸变使得压气机的气动性能和稳定性均严重下降；周向总压畸变在四级低速轴流压气机和三级高速轴流风扇内沿轴向均呈现出线性衰减的特征；周向总压畸变下由于三级风扇流道的收缩和扩张以及逆压力梯度的增加，该三级风扇的第三级转子根部的抗畸变能力迅速减弱，导致其叶根区域更容易出现气流分离而造成压气机失稳；由进气道唇口气流分离引起的一般总压畸变在小流量下对该三级风扇的影响较大，主要是增大了第一级转子叶尖气流转折角，使得第一级转子叶尖的气动负荷增加，若超出了其设计所能承受的负荷则容易引起气流分离，降低风扇的气动性能和气动稳定性。　　第4部分，针对单转子高速轴流压气机Rotor37开展了90度周向总压畸变下的过失速非定常模拟，探索研究了畸变进气下压气机内部的非定常流动现象，发现该压气机在周向总压畸变下的失速先兆为模态波，完全发展后的失速为部分叶高失速，失速团占据约40%叶高，传播频率约为转子转动频率的60%，并且失速团在传播过程中表现出周期性剥离和融合现象。　　由上述分析结果可见，CSAC程序实现了对单转子、单级、多级轴流压气机多种稳态畸变下性能和稳定性的模拟与分析，并详细给出了进气畸变下多级轴流压气机内主要流动特征和畸变在压气机内部的传递细节，体现出CSAC对于多种畸变的强大模拟和分析能力，为压气机设计阶段的性能和稳定性分析提供了一个强有力的工具。