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轴流风机在工业系统中发挥着重要的作用。轴流风机在国家目前的传统行业中应用较多,如:矿山行业、冶金行业、水利行业、交通运输等行业,在历史的长流中,轴流风机已经占据很重要的地位,同时在飞速发展的经济中,如高铁、地铁、隧道、民用大型通风换气设备都对轴流风机的需求量很大。因而针对轴流式通风机开展优化设计以提高其效率对节能减排和提高企业经济效益具有十分重要的意义。为了满足铁路高速发展的需求,本文主要针对机车用轴流式通风机进行优化改进,依靠先进的CFD软件提供的技术,通过数值模拟的方法来分析横向强压型风机,基于LS翼型试验数据,来进行改进设计,采用孤立翼型设计法来完成风机的三维非定性线设计,计算中采用NUMECA软件对其进行网格划分和数值分析,采用Kriging插值方法建立响应面,采用典型非线性函数Brannin函数对Kriging代理模型进行测试。对于原型轴流式通风机,采用CFD数值分析软件中的NUMECA研究轴流风机内部流动体的结构成像规律和气动性能,并在此过程中分析前人对风机设计的特点。结合数值模拟出的数据和结构模型来掌握风机内部部件的流动参数、载荷成像规律。着重掌握运行流体的混沌组成和流量的改变,对轴流式风机气体的影响,还原风机性能的参照因素,提出满足工程精度要求的孤立翼型设计,并对轴流通风机进行了分析和总结。在设计工况点进行数据的采集,得出参考设计的全压效率,全压数值,全压较设计是否达到要求。针对机车冷却风扇轴流风机,根据轴流风机原始数据,为了满足机车冷却系统的要求,在成熟的一维计算方法基础上,改进了叶轮的设计并获得该组的结构数据用于建立叶片和叶轮的三维实体校准。在传统方法的基础上,结合CFD技术与先进的优化程序对轴流风机进行设计及优化,耦合高效的全局优化算法和CFD流场分析技术,对该轴流风机不同截面的叶型安装角进行了优化设计,最终优化后全压效率为86.81%,比参考设计提高2.76%;全压为1676Pa,比参考设计提高21.4%,满足了设计需求。