通风机作为应用广泛的输送气体的动力装置，既是国民经济中比重很大的能耗设备，也是人们生产和生活中重要的噪声污染源。开发气动效率高、噪声低、稳定运行的通风机产品，对降低能耗、保护环境、促进社会和谐发展具有十分重要的意义。　　对旋风机因其自身结构紧凑，效率高，反风性好等优点，越来越被矿井通风、地铁和隧道通风等大型通风场合利用。但因其后级进口气流相对速度非常大，因而带来后级损失也非常大，后级的负载也非常大，经常因后级过载而发生停风事故，严重的时候甚至会烧毁电机。这给安全生产带来了严重的隐患，尤其在井下通风应用，安全性尤为重要。至今还没有完全确定的定论去说明，这一现象发生的物理原因。很多学者利用试验和数值仿真的方法去研究，也提出了一些改进的方案，但都没有从本质上解决问题。甚至很多学者认为，这是对旋风机的固有缺陷。进而，一直在争论是否该大规模推广对旋风机。　　本论文首先综述了国内外对旋轴流风机的现状、发展趋势和存在的问题，分析了解了其空气动力学性能和结构特征。在此基础上，针对现存的对旋风机的后级过载问题，尤其在小流量范围内，整理前人的经验，通过理论推导理想状态下的前后级叶轮的速度三角形，了解了前后级流量-总压，流量-轴功之间的关系，进而提出稳定运行的对旋风机的设计准则。在此基础上数值模拟了某商用对旋风机。本文主要工作及结果如下：　　1.通过理论推导前后级叶轮在理想状态下的速度三角形，找出流量-总压、流量-轴功之间的关系，理论分析出对旋风机流量范围小，容易后级过载的本质原因，在变流量的情况下的轴功匹配，提出了能够稳定运行的对旋风机的设计准则：tan(β2F)=(1.70~2)*tan(β2R)。　　2.利用三维流场模拟技术，在稳定运行准则下，利用无量纲参数化设计了某商用对旋式轴流风机，并利用三维仿真技术分析了流场。