壓氣機作為燃氣輪機的三大部件之一，在不斷追求高壓比、高效率的同時，其內部流動穩定性問題也是長久以來的研究熱點。為此，國際上除了對葉型設計、多級壓氣機匹配等技術開展持續研究外，還針對軸流壓氣機內部流動失穩及調控方法的內在機理開展深入研究以期獲得更為合理可靠的擴穩方法。中國科學院工程熱物理研究所能源動力研究中心多年以來一直從事壓氣機內部流動失穩機理的研究，闡釋了葉頂間隙泄漏流非定常性與失速之間的關聯，在國際上得到了廣泛關注和認可。在此基礎上，圍繞周向槽機匣處理這一簡單有效的擴穩方式開展了相關機理研究，取得以下成果：

　　一、在周向槽處理的擴穩機理研究方面，以周向單槽為切入點，研究了單槽位置對壓氣機穩定性的影響規律（簡稱SMI曲線）、機制和周向槽槽位的設計準則。其中，結合一系列單槽和多槽機匣的實驗結果，提出了周向槽槽位的初選建議。同時，針對高速壓氣機的研究則揭示了施加周向單槽前后，壓氣機失速先兆的發生取決于葉頂泄漏流與主流的軸向動量平衡。

　　二、在周向槽處理的優化設計方面：（1）發展了一種動葉端區流動的控制體分析方法用以判斷動葉端區控制體軸向動量沿弦向的變化，并提出了能快捷的以控制體軸向動量鐘形曲線來判斷周向槽處理擴穩效果的方法；（2）利用控制體分析方法，分別在低速與跨音壓氣機方面開展了不同結構周向槽處理的研究，成功預測了各處理結構的擴穩效果并得到了相應實驗結果的驗證；（3）將控制體分析方法擴展到壓氣機設計工況下的熵產分析中，用于判斷不同周向槽結構對壓氣機峰值效率及端區流動損失的影響。

　　三、在周向槽處理的實驗研究方面：（1）發展了一種采用多支單絲熱線探針的測量方法，實現了在周向槽與動葉通道交界面即開口面處流動的三維測量；（2）借助該方法對典型位置周向單槽的開口面流動進行了實驗研究，揭示了不同擴穩效果的周向單槽其開口面流動特征及其與通道內流動相互作用的差異；（3）結合數值模擬研究，闡釋了具有不同擴穩效果的周向單槽開口面處動葉端區流動結構的差異，特別是無擴穩效果的單槽處理后所引起的流動結構變化。

　　上述研究得到國家自然科學基金的資助，相關研究成果持續在ASME Turbo Expo IGTI 2013-2015 發表，并形成多篇論文投稿至ASME Journal of Turbomachinery，AIAA Journal of Propulsion and Power 等期刊。