為了設(shè)計出高效的離心葉輪，科研工作者們從各種角度來研究氣體在葉輪內(nèi)的流動規(guī)律，尋求最佳的葉輪設(shè)計方法。最早使用的是一元設(shè)計方法，通過大量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和一定的理論分析，獲得離心風(fēng)機(jī)各個關(guān)鍵截面氣動和結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇規(guī)律。在一元方法使用的初期，可以簡單地通過對風(fēng)機(jī)各個關(guān)鍵截面的平均速度計算，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單的單圓弧成型。這種方法非常粗糙，設(shè)計的風(fēng)機(jī)性能需要設(shè)計人員有非常豐富的經(jīng)驗，有時可以獲得性能不錯的風(fēng)機(jī)，但是，大部分情況下，設(shè)計的通風(fēng)機(jī)效率低下。為了改進(jìn)，研究人員對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，如此設(shè)計出來的離心葉輪的輪蓋為兩段或多段圓弧，這種方法設(shè)計的葉輪雖然比前一種一元設(shè)計方法效率略有提高，但是該方法設(shè)計的風(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)。

隨著計算技術(shù)的不斷發(fā)展，三維粘性流場計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。該方法是針對在工程中完全采用隨機(jī)類優(yōu)化方法尋優(yōu)時計算量過大的問題，應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)的方法，提出的一種計算量小、在一定程度上可以保證設(shè)計準(zhǔn)確性的方法。在近似模型方法應(yīng)用于葉輪機(jī)械氣動優(yōu)化設(shè)計方面，國內(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)計參數(shù)覆蓋更大的實際設(shè)計空間，是一個重要的課題。

隨著數(shù)值計算以及電子計算機(jī)的高速發(fā)展，可以采用更加復(fù)雜的方法設(shè)計離心風(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)計的設(shè)計方法，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)計經(jīng)驗；另一方面也需要在設(shè)計過程中對設(shè)計結(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)部流動的結(jié)構(gòu)是更復(fù)雜的三維流動。因此，如何利用三維流場計算方法進(jìn)一步來設(shè)計高效二元離心葉輪是提高離心風(fēng)機(jī)設(shè)計技術(shù)的關(guān)鍵。