范雪锋，杨鹏飞，徐秉晖，宋春生

(武汉理工大学 机电工程学院，湖北 武汉 430070)

传统流体机械的设计制造主要包括设计、测试验证、生产制造等3个阶段。其中设计阶段存在着叶轮翼型、轮毂比等多个参数的组合，要找出其中的最佳组合往往对设计经验有较高要求。若采用全面试验法，逐一测试各种参数组合，这无疑将增加叶轮设计工作量。正交试验是一种在全部参数组合中，选择具有代表性的参数组合进行试验，以降低实验次数。因此，采用正交试验对流体机械进行设计不失为一条较为经济可行的途径。众多学者们通过正交试验对泵和通风机等流体机械进行了优化设计，并验证了正交设计法的可行性和准确性。李彦军等[1]采用正交试验设计软件SPSS改进了混流泵的扬程和效率；王玄等[2]和马寅辉[3]采用正交试验对离心风机进行了优化设计研究。柳晓鹏[4]采用正交试验设计对高压气叶轮进了应力优化。郭英[5]和杨敬江等[6]分别使用正交试验优化了旋流泵、离心泵等设备。

计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)结合近代流体力学、数学计算和计算机科学，广泛应用于研究和解决流体工程实际问题，在误差允许范围内能够替代试验，减少流体机械设计制造的成本。国内外众多学者通过CFD计算，对流体机械进行仿真模拟，极大降低了流体机械的设计成本和设计周期。Abdolmaleki等[7]和Augustyn等[8]对轴流风机进行了CFD计算和实验研究，验证了CFD计算的准确性。CetinMehmet等[9]利用数字模拟技术对管道轴流风机进行了优化设计。……