当前航空工业的迅速发展对航空发动机提出了越来越严苛的性能要求,作为燃气轮机三大核心机之一的压气机也愈发追求更高的级压比和级效率,从而在较少的压气机级上实现较高压比的同时保持其经济性。采用高负荷扩压叶型是实现高级压比的最直接有效的方案,但其也会导致栅内二次流加剧和角区分离恶化,造成严重的掺混损失甚至诱发失速与喘振现象,极大地抑制了压气机性能的发展。研究表明,采用高负荷扩压叶型的同时辅之以恰当的附面层抽吸技术来削弱壁面附面层的流动分离,是提高压气机压比与效率的一条十分有效的途径。本次研究以亚音速高负荷扇形扩压叶栅NACA0065-K48为对象,利用数值模拟先是探究了扇形扩压叶栅的流动损失机理和特性以及其变冲角性能,并在此基础上系统地进行了附面层抽吸的研究,主要包括下端壁流向槽抽吸和吸力面径向槽抽吸。旨在揭示附面层抽吸抑制流动分离和减损的作用机理,获得抽吸对叶栅气动性能和流场结构的影响规律,为高负荷吸附式压气机的研制提供借鉴。研究表明高负荷扩压叶栅流道内存在马蹄涡、通道涡、壁面涡、壁角涡和集中脱落涡五个主要旋涡结构,端壁附面层的分离和二次流是造成角区复杂旋涡流动和严重损失的主要原因。扇形叶栅由于径向离心力的存在,下角区分离程度大于上角区,而冲角的增大会加剧这一不平衡流动现象。叶栅失速裕度为-10°～+6°冲角,在小负冲角(-6°～-3°)工况下气动性能较优。下端壁抽吸和吸力面抽吸均能使叶栅性能改善,但不靠近尾缘的吸力面抽吸不能从根本上削弱型面损失因而不是实现叶栅性能优化的一条最佳途径,二者主要还是通过吸除端壁附面层来改善角区流场并降低损失,尤其是下角区。下端壁分离螺旋点的吸除效果是改善下角区分离情况的关键,对比可知吸力面半叶高抽吸优于全叶高抽吸,而下端壁抽吸又整体优于吸力面抽吸,进行0.50%来流流量抽吸时EW2方案最优,叶栅整体总压损失降低27.65%,静压比提升8.69%,正向失速裕度扩展至+12°冲角。