中介机匣出口流场品质对压气机流动性能有重要影响。研究中介机匣设计优化方法有利于完善压气机设计体系。探讨中介机匣内部流动损失机理为研制高性能压气机提供坚实基础。本文开发了一套中介机匣壁面型线优化程序，并运用数值模拟和实验测量方法，对中介机匣内部流动损失机理展开研究。首先，本文基于Kriging模型和数值模拟，在Matlab平台下构建设计优化程序，通过优化中介机匣壁面型线提高出口总压恢复系数。对100%及83%长度中介机匣分别进行设计优化，并利用数值模拟在多级环境下比较优化结果与原型性能差异。结果表明：优化后减小沿流向逆压梯度，消除角区分离，改善出口流场品质，100%和83%长度方案优化指标性能分别提升26.6%和14.7%；多级环境下损失分别减小44.0%和19.3%，证明优化型线可有效改善性能。接着，选取83%长度中介机匣的优化结果作为实验对象，设计并加工实验件等，确立实验测试方案，进行中介机匣进出口性能及内部流场的实验测量。最后，对比分析实验与数值模拟结果。实验测量的总压恢复系数、上下壁面和厚支板沿流向压力系数分布与数值模拟结果吻合良好，有效验证了数值模拟预测中介机匣性能和流场结构的准确性。进一步的流动损失机理分析表明壁面型线对近壁面的流动损失增加有重要影响。