壓縮空氣儲能系統(tǒng)以功率大、效率高、成本低等優(yōu)點，成為最具發(fā)展前景的大規(guī)模物理儲能技術(shù)之一。向心渦輪是壓縮空氣儲能系統(tǒng)的關(guān)鍵做功部件，其轉(zhuǎn)子葉片具有平均展弦比小、葉頂間隙相對尺寸大的幾何特點，因此易使葉頂間隙泄漏損失增加，并對系統(tǒng)效率產(chǎn)生不良影響。

基于此，中國科學院工程熱物理研究所儲能研發(fā)中心研究人員對先進壓縮空氣儲能系統(tǒng)向心渦輪葉頂間隙泄漏流場開展流動控制研究，提出基于NACA0004翼型的轉(zhuǎn)子葉片頂部厚度分布結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，該結(jié)構(gòu)在不影響葉片整體做功能力的條件下，能夠改善葉片壓力面與吸力面壓差分布，控制葉頂間隙泄漏流速度，縮小葉頂間隙泄漏流影響范圍，并使流動損失有效降低，轉(zhuǎn)子葉片結(jié)構(gòu)強度同時滿足運行要求。此外，該結(jié)構(gòu)對效率的提升效果也會隨葉頂間隙的增加而增強，在所研究范圍內(nèi)，向心渦輪效率最高可提高1.6%，效果明顯。該研究成果可為向心渦輪葉頂間隙流動機理與控制提供參考和依據(jù)。

相關(guān)研究成果作為封面論文發(fā)表在《機械工程學報》（Journal of Mechanical Engineering）上。研究工作得到北京市自然科學基金、國家重點基礎研究發(fā)展計劃（973計劃）、國家自然科學基金、北京市科技計劃、中科院前沿科學重點研究等的支持。