低压涡轮作为燃气涡轮发动机重要的组成部分,对整个发动机质量和效率都有很大的影响。目前,涡轮的性能已达到了较高的水平,而且,还在向着更高效、高负荷的方向发展。随着CFD在计算方法研究和应用程序开发方面的巨大进步,涡轮设计现已进入了可以考虑三维联合气动成型的“先进涡”设计阶段。首先,本文使用NUMECA软件对某低压涡轮级进行了三维数值模拟,分析了该型低压涡轮的三维气动特点。其次,对涡轮进行了三种不同环量分布规律的“可控涡”设计,在设计过程中,沿着叶高方向共计算了7个特征截面的几何参数,通过控制平面叶栅的几何进出口角和叶型安装角,达到了改变叶型扭曲规律的目的。并通过比较原始涡轮级与三种“可控涡”涡轮级的气动性能,证实了“可控涡”设计可以均化反动度,改善流场的作用。之后,尝试采用粘性可控涡设计方法抵消端部流场由于粘性引起的低能流体的堆积问题。与原型“可控涡”涡轮级的气动性能进行对比后发现,经局部环量调整后,涡轮级根部的流动性能有所改善,做功能力得到进一步提高。最后,探讨了“可控涡”与叶片的弯、掠成型技术相结合的“先进涡”设计方法。在计算并对比了多种不同的复合弯、掠设计方案和“可控涡”涡轮级的气动性能后得到结论,“先进涡”设计同样可以得到合理的环量分布形式,然而,就本文所研究的叶型而言,掠叶片方案可以实现效率、功率的再提高,而弯曲叶片方案未能达到理想的设计效果。经过验证,计算网格有较好的独立性,计算结果与设计参数吻合良好,计算结果可信。