本文采取的方法是流场计算，这种方法的优点是能够获取详细的流场气动参数，对流动结构进行深入分析。在高速服务器的硬件平台上，使用CFX计算软件，对某带无叶扩压器的离心压缩机的失速现象进行了三维数值模拟。重点是出口边界引入气腔模型和内部流场分析。
计算方法控制方程和紊流模型本文采用商业流体计算软件CFX求解三维可压缩雷诺平均守恒型Navier2Stokes方程。湍流模型选取RNGk2ε两方程模型，壁面附近采用scalable壁面函数处理。
计算网格是计算区域网格划分。由于失速发生时，流量在周向进行了重新分配，导致单流道计算时的周期性边界条件不再合理，故本文在计算中采用全流道网格。采用CFX的Turbogrid前置处理软件，生成结构化网格。通过选用已有的网格拓扑模块实现网格拓扑的自动管理，网格的优化，网格块的附着和关联等功能，提高网格生成的质量和效率。叶片附近加密用O型网格，平均y+为20.叶片通道和进出口延伸区采用H型网格。而在叶顶间隙中采用独立的H型网格，嵌入周围的O型网格中，间隙径向方向布置了8个网格点。生成的网格*小角度为15159°，网格结点总数超过160万。计算区域设置3个监控点，位于无叶扩压器的中部，周向间隔分别为30°和90°，如2所示。
计算方法及边界条件采用商业软件CFX求解控制方程，进行旋转失速的数值模拟。该软件采用基于附加修正技术的多重网格代数求解器，求解策略保证方程充分耦合（动量方程和连续方程同步求解），从而使求解器具有较强的功能和效率。在离散控制微分方程时，CFX使用的是一种有限体积法，但基于有限元方法的几何描述使其保持了有限元法的几何剖分的灵活性以及有限体积法十分重要的守恒性，空间离散格式是一阶迎风显示格式。计算过程分为定常计算和非定常计算两个阶段，定常计算收敛的结果作为非定常计算的初始流场。在计算中，叶轮流道出口和无叶扩压器进口处始终采用了T/S交接面。
边界条件具体设置为：动叶进口采用均匀入流条件，给定总压，总温和气流方向角（轴向进气）；无叶扩压器出口给定静压；绝热固体壁面给定无滑移条件，机匣设定为绝对静止壁面条件；物理时间步长设定为1113x10-5s.本文计算的动叶转速为441198kr/min1在本文的非定常计算中，一个基本的假定是流体流出无叶扩压器后进入一个气腔，而且认为气腔和压缩机的相互耦合对压缩机不稳定流动的发展是非常关键的，气腔对压缩机旋转失速频率和压缩机内部流场有着重要的影响。但是由于计算资源的有限，不能直接将气腔建模，划分网格。所以，在非定常高速离心压缩机旋转失速的三维数值模拟计算中，改变定常计算中纯粹的压力出口的边界条件，而将气腔的效应考虑进去，如所示。气腔的基本假设如下：忽略气腔中的流体速度和加速度；气腔内压力分布均匀；等熵；气腔容积一定，气腔内音速一定。
结论本文采用商业CFD软件CFX模拟了某带无叶扩压器的离心压缩机旋转失速流动，并在数值模拟中附加了气腔模型。通过对计算结果的分析，得出结论在失速周期内，随着质量流量的减小，动叶进口攻角逐渐增大，导致流动在叶轮流道内产生流动分离，并形成了分离涡。数值计算准确模拟了离心压缩机失速过程的发展变化。
