離心式通風(fēng)機(jī)作為流體機(jī)械的一種重要類型，廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門，是主要的耗能機(jī)械之一，也是節(jié)能減排的一個(gè)重要研究領(lǐng)域。研究過程表明：提高葉輪設(shè)計(jì)水平，是提高效率、擴(kuò)大其工況范圍的關(guān)鍵。葉輪的設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)述如何設(shè)計(jì)高效、工藝簡(jiǎn)單的離心風(fēng)機(jī)一直是科研人員研究的主要問題，設(shè)計(jì)高效葉輪葉片是解決這一問題的主要途徑。葉輪是風(fēng)機(jī)的核心氣動(dòng)部件，葉輪內(nèi)部流動(dòng)的好壞直接決定著整機(jī)的性能和效率。

       為了設(shè)計(jì)出高效的離心葉輪，科研工作者們從各種角度來研究氣體在葉輪內(nèi)的流動(dòng)規(guī)律，尋求葉輪設(shè)計(jì)方法。最早使用的是一元設(shè)計(jì)方法，通過大量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和一定的理論分析，獲得離心風(fēng)機(jī)各個(gè)關(guān)鍵截面氣動(dòng)和結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇規(guī)律。在一元方法使用的初期，可以簡(jiǎn)單地通過對(duì)風(fēng)機(jī)各個(gè)關(guān)鍵截面的平均速度計(jì)算，確定離心葉輪和蝸殼的關(guān)鍵參數(shù)，而且一般葉片型線采用簡(jiǎn)單的單圓弧成型。這種方法非常粗糙，設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)性能需要設(shè)計(jì)人員有非常豐富的經(jīng)驗(yàn)，有時(shí)可以獲得性能不錯(cuò)的風(fēng)機(jī)，但是，大部分情況下，設(shè)計(jì)的通風(fēng)機(jī)效率低下。為了改進(jìn)，研究人員對(duì)葉輪輪蓋的子午面型線采用過流斷面的概念進(jìn)行設(shè)計(jì)，如此設(shè)計(jì)出來的離心葉輪的輪蓋為兩段或多段圓弧，這種方法設(shè)計(jì)的葉輪雖然比前一種一元設(shè)計(jì)方法效率略有提高，但是該方法設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)輪蓋加工難度大，成本高，很難用于大型風(fēng)機(jī)和非標(biāo)風(fēng)機(jī)的生產(chǎn)。

       隨著計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展，三維粘性流場(chǎng)計(jì)算獲得了非常大的進(jìn)步，據(jù)此，有一些研究者提出了近似模型方法。該方法是針對(duì)在工程中完全采用隨機(jī)類優(yōu)化方法尋優(yōu)時(shí)計(jì)算量過大的問題，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法，提出的一種計(jì)算量小、在一定程度上可以保證設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性的方法。在近似模型方法應(yīng)用于葉輪機(jī)械氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方面，國(guó)內(nèi)外研究者們已經(jīng)做了相當(dāng)一部分工作，其中以響應(yīng)面和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法應(yīng)用居多。如何有效地將近似模型方法應(yīng)用于多學(xué)科、多工況的優(yōu)化問題，并用較少的設(shè)計(jì)參數(shù)覆蓋更大的實(shí)際設(shè)計(jì)空間，是一個(gè)重要的課題。

隨著數(shù)值計(jì)算以及電子計(jì)算機(jī)的高速發(fā)展，可以采用更加復(fù)雜的方法設(shè)計(jì)離心風(fēng)機(jī)葉片。苗水淼等運(yùn)用全可控渦概念，建立了一種采用流線曲率法在葉輪流道的子午面上進(jìn)行葉輪設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法，該方法目前已經(jīng)推廣至工程界，并已經(jīng)取得了顯著效果。但是此方法中決定葉輪設(shè)計(jì)成功與否的關(guān)鍵，即如何給出子午流面上葉片渦的合理分布。這一方面需要具有較豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)；另一方面也需要在設(shè)計(jì)過程中對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果不斷改進(jìn)以符合葉片渦的分布規(guī)律，以期最終設(shè)計(jì)出高效率的葉輪機(jī)械。離心風(fēng)機(jī)的二元葉片內(nèi)部流動(dòng)的結(jié)構(gòu)是更復(fù)雜的三維流動(dòng)。因此，如何利用三維流場(chǎng)計(jì)算方法進(jìn)一步來設(shè)計(jì)高效二元離心葉輪是提高離心風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)的關(guān)鍵。