叶轮机械是一种以连续旋转叶片为本体，使能量在流体工质与轴动力之间相互转换的动力机械。它不同于往复活塞式机械将工质密闭在变容积的空间中，而是与环境贯通，从而较前者具有更强大的通流能力，为大幅度提高机械的功率提供了有效途径。广义地讲，叶轮机械包括燃气轮机、蒸汽轮机、风力机、水轮机等原动机和鼓风机、水泵等工作机；狭义上的叶轮机械一般指以可压缩流体为工质的燃气轮机和汽轮机。

遵循流体力学中的连续性方程、动量方程、动量矩方程、能量方程。设计时往往利用速度三角形和欧拉公式进行初步设计，我国科学家吴仲华教授在NACA工作时提出的三元流动理论（S1S2流面理论）是叶轮机械领域一座里程碑，对叶轮机械发展起到了极大帮助，至今仍在被广泛使用。现如今CFD技术的进步让叶轮机械的设计变得更加容易，但是由于CFD耗时较多，所以过去的设计方法仍在沿用。

叶轮机械是一个综合性的工程学科，涉及有流体力学、工程热力学、计算流体力学、气体动力学、传热学、结构力学、转子动力学、材料学、控制科学等领域，还需要先进的加工、密封、轴承、测量等技术作为支撑，叶轮机械的先进程度考验了一个国家综合的科学技术实力。

叶轮机械在国民经济尤其是整个重工业体系中占有十分重要的地位。其中燃气轮机已广泛用来作为航空、电站、舰船、导弹、坦克、重载机车等高端领域的核心动力以及冶金、勘探、化工、土木等一般工业领域的主要或辅助动力，因而有越来越多的人认为，燃气轮机的生产水平已成为衡量一个国家工业整体实力的最重要标志之一。而汽轮机可实现的单机功率更大（可达百万kW级）、转速更高，运行可靠，燃料（多用煤）成本低，技术相对成熟，因而在做为中心电站和大型船舶及军舰的主动力方面有着不可替代的作用。较高的可靠性也使汽轮机在冶金和化工等工业上的应用较燃机更为普遍。

叶轮机械是能源领域最大的发出设备（火力发电厂，燃气轮机电厂，水电站，核电站等等均在使用），研究提高叶轮机械效率是解决能源问题的重要方法之一。

我国的燃气轮机技术水平还相当落后，国内只有南汽等少数几家企业可在引进技术的基础上进行设计和生产。汽轮机的技术整体上与国际先进水平相差不很大，在大型电站汽轮机方面，近几年来以东汽、上汽、哈汽为代表的大型国企的产品在国内电力市场需求量大增的形势刺激下其质量已有了显著的提高；工业用汽轮机方面，我国以杭汽为代表的工业汽轮机产品甚至已初步具备了打入国际高端市场的能力。

本工作试图通过几代机理外流流型发展与叶轮机械流型间的比较研究，对叶轮机械流型提法及代别别划分进行较系统的分析归纳。比较研究结果表明，叶轮机械流型与机理定常附流型具有本质必性区别，主要由于叶轮机械流动非定常理所致，与机理第一代定常附体流型对应，现有的叶轮机第一代流型可改集称为叶轮机无控制流型。下一代的流型在机理上将与机理，第三代非定常流型有一定关联，但也有本质性差异，可改为称之为叶轮机械非定常主动控制流型，根据上述思路，本工作重点是建立叶轮机械非定常流动模型。包括三维气动稳定模型与三维主动控制模型，并在压比/流量特性图上给出了旋转失速边界预测值与实测值之对比，从而说明三维效应之重要作用。

《叶轮机械中的跨音速流动》是作者们在叶轮机械中跨音速流动领域多年来研究工作的系统总结。内容包括：平面叶栅跨音速绕流，平面跨音速叶栅设计方法，平面跨音速叶栅的正、反混合问题，任意旋成面叶栅跨音速绕流，叶轮机械中完全三维跨音速流动，跨音叶栅流场相仿律，叶片颤振时的非定常气动问题，平面叶栅中非定常跨音速流动等 。