离心压气机叶轮是涡轮增压器中至关重要的部件,而双面离心叶轮具有尺寸小和瞬态响应好等优点,于2008年首次应用在车用涡轮增压器中。由于双面离心压气机特殊的结构形式,使得内部气体流动复杂,为了更清楚地了解双面离心压气机内部的流动特性,有必要对内部的流动现象进行研究。本文通过对简化的双面离心压气机进行非定常数值计算,分析了非均衡进气条件下双面离心压气机内部的流场结构和涡结构特性,主要研究内容及研究结果如下:首先,研究了非均衡进气双面离心压气机内部周向流场,分析了共享扩压器内部静压分布及扩压器出口气流的非定常特性和双面叶轮内部流场分布特性。研究表明,压气机内部的静压周向分布形式由蜗壳决定,越接近蜗壳,压气机内部的静压轴向差异越小,同时扩压器出口气流随时间变化存在较大的波动,受叶片结构和旋转作用的影响,叶轮出口静压分布形式会向上游传播,此外高静压区域叶轮槽道内流量较小,低静压区域叶轮槽道流量较大。其次,分析了不同流量下共享扩压器内部的非对称流场、涡结构特性和掺混特性。研究表明:大流量工况下,周向上存在的畸变由蜗壳诱导静压周向分布所决定,蜗舌下游高静压区域不仅产生了较大程度的扩压器后方一侧气流流入前方一侧的现象,还使后方叶轮出口尾迹涡和刮削涡径向尺度减小。小流量工况下,后方叶轮射流刮削涡偏向前方叶轮一侧,同时出现尾缘分离涡,导致整个周向上均存在较大程度的后方气流流向前方一侧的现象。最后,分析了不同流量工况下叶轮内部间隙泄漏流的分布以及间隙泄漏涡结构特性。研究结果表明:高静压区域间隙泄漏流较大,低静压区域间隙泄漏流较小。大流量工况下间隙泄漏流主要集中在相对弦长大于40%区域,存在间隙泄漏涡和逆向间隙泄漏涡。小流量工况下,前方叶轮间隙泄漏流主要在叶片前缘附近和相对弦长大于60%区域,后方叶轮主要集中在相对弦长大于60%区域,小流量工况下只存在间隙泄漏涡,且间隙泄漏涡与后方叶轮回流涡相互作用,产生了很大的损失。