叶轮机械应用范围极广,在国民经济建设的各个领域内都扮演着重要的角色。叶片作为叶轮机械的关键部分,它的造型好坏很大程度上影响着叶轮机的气动性能。本文针对叶轮机械叶片的气动优化方法进行了研究,在课题组工作基础上,综合粘性体积力计算方法、商用CFD软件、多层参数化造型方法以及并行遗传算法,对叶轮机械的叶片进行自动优化设计。本文主要分为以下四个部分:第一部分,研制基于叶素—动量理论的风力机三维气动性能计算程序,并引入各种修正因子和失速模型,提高程序预测精度。第二部分,针对低风速风力机的叶片设计研究,进行了初步的尝试。首先建立初始叶片造型,然后采用遗传算法在基于叶素-动量理论计算的基础上对叶片的弦长和安装角进行优化,最后完成优化风轮的三维造型,并采用CFD方法对设计点进行深入分析验证。数值研究的结果证明,优化后得到的风力机叶片在低风速下具备较好的气动性能。第三部分针对工业上使用的大型冷却风机,对整机进行数值模拟,在确保较高的模拟精度的前提下,对风机叶片所采用的翼型以提高不同攻角下的升阻比为目标进行优化,并将优化结果应用于实际工程。第四部分在风扇/压气机叶片优化方面,对多层参数化方法进行了改进,将多层参数化、遗传算法、流场计算有机的耦合到翼型和叶片的优化设计中,提高了优化效率。通过测试算例得到了一些有价值的结论,并证明了该优化方法的可行性,高效性,为今后开展更深层次的研究打下基础。