离心通风机在农林业、能源的回收与利用、化工制造行业、金属冶炼、环境工艺等重要行业得到了广泛应用。目前,对于离心通风机的研究多数注重其在额定工况下的性能,而通风机在实际运行过程中受生产负荷、工艺条件及通风系统的影响,常在变工况下低效运行,甚至故障运行。为了满足工业中不断变化的流量和压力需求,可调进口导叶在全工况性能的调节中愈发重要。传统的叶轮设计与导叶设计相互独立,未能充分发挥叶轮设计对提升离心通风机性能的作用,无法满足全工况优化匹配的需求。针对以上问题,本文从前导器和叶轮的优化角度提出来提高离心通风机气动性能的新思路。针对不同导叶开度下的多种工况条件,通过非定常数值模拟探究离心通风机内部损失机理,为改善进口气流做好前期工作,进行前导器优化、叶轮优化并分析比较了不同叶型的导叶和不同翼型的叶轮之间的匹配优化关系,不同工况下对应整机的效率变化,并结合风机稳定运行条件,探讨了以提高通风机全工况性能为目标的导叶-叶轮优化匹配方法。基于高比转速离心通风机模型,利用试验数据对数值模拟结果进行了试验验证,研究了前导器轴向安装间距对离心通风机性能影响机理,明确了提高离心风机效率的具体方向。通过进行多种不同叶型的型线优化,并对其中最优翼型进行参数化设计,以及设计新型前导器的方法以减小通风机内部流动损失,提高整机效率。针对不同导叶和叶轮间的匹配关系对高比转速离心通风机进行了数值模拟分析,研究了叶轮导叶匹配关系对风机外特性和内流场影响。匹配结果表明,导叶优化设计有效提高了离心风机全工况性能,尤其是大流量工况下的气动性能;叶轮优化有效提高了风机运行稳定性;其中,导叶-叶轮最优匹配关系下,风机效率提高了1.55%,叶轮轴向力减小,减小整机震动从而提高离心通风机运行稳定性。