对旋轴流局部通风机具有结构紧凑、流量大和易调节等优点,故被广泛使用于煤炭开采中。但风机的低效率造成了巨大的能源浪费,此外,实际运行过程中还伴随着产生较大的噪声。而叶片作为轴流风机的主要做功部件,其作用是将旋转叶片的机械能转化为流体压力能和动能,对风机的性能有着决定性作用。开展叶片外形对风机流场与声场的影响研究,对提高风机的运行效率和降低气动噪声就具有现实意义。本文以FBD NO.8.0矿用对旋局部轴流通风机为研究对象,搭建了B型风机性能测试平台对风机的流场性能进行实验验证,受候鸟翅膀的翼角结构可以改善其翅膀外部流场的启发,对风机叶片进行仿生优化设计。应用正交试验方法对对叶片翼角结构影响最大的四个因素（一级叶片翼角位置s1、一级叶片叶顶偏移距离a1、二级叶片翼角位置s2、二级叶片叶顶偏移距离a2）进行筛选,设计了四因素三水平的正交试验,得到了9组正交试验方案组。并运用极差与方差分析得到在额定流量点处效率最高的翼角叶片风机,之后将该风机与原型风机对比分析后发现:翼角叶片可以有效降低脱涡的强度与范围,使最优翼角叶片风机在额定流量下全压与效率提升了7.24%和1.76%,在全流量工况下全压和效率平均提高了11.32%和3.88%。运用宽频噪声（Broadband Noise）方法对该风机声场进行探究后发现:最优翼角叶片风机在一、二级叶片尾缘区域的最大声功率级相较于原型风机分别降低了0.17%和1.62%。且运用流固耦合（FSI）方法对叶片进行强度校核,最优翼角叶片风机在一、二级叶片上的最大等效应力分别下降了13.94%和2.51%,且其变形量分别降低了52.22%和34.13%。在叶片前缘部分由叶顶到叶根1/3段内开设不同尺寸的前缘锯齿结构对叶片进行结构优化设计,对各组前缘锯齿形叶片风机进行了数值计算,并与原型风机进行对比后发现:相对一、二级叶轮均使用相对齿高（h/a）为0.56的前缘锯齿形叶片改善风机气动性能与降噪效果最佳,其全压与效率分别提高了4.52%、2.53%,且最大声功率相较于原型叶片降低了2.54%。但其一级叶片的最大等效应力要大于原型风机,通过强度校核,发现仍满足材料的强度要求,不会产生裂纹和断裂。通过结合翼角叶片和前缘锯齿形,设计出了前缘锯齿形翼角叶片风机,并对风机的流场、声场和叶片强度进行了分析,发现:前缘锯齿形翼角叶片相较于翼角叶片和前缘锯齿形叶片,可以明显减少叶片尾缘脱落涡的涡核心分布,但是其脱落涡的涡强却大于前缘锯齿形叶片。使前缘锯齿形翼角叶片风机在全流量范围内效率和压强平均提高了3.66%和5.73%,在额定流量点分别提高了2.76%和4.62%,且在一、二级叶片尾缘处的声压级降低了0.46%和2.69%。而对叶片进行强度校核后发现,前缘锯齿形翼角叶片风机的最大等效应力较原型叶片在一、二级叶片上分别下降了26.59%和0.33%,且变形量分别降低了38.18%和27.88%。