叶轮是高速离心空压机的核心部件,其运转速度高,叶片形状复杂。气流在叶轮内部流动为复杂的三维可压缩粘性流动,叶轮在工作时受力复杂,机组故障的65%为叶轮故障。为降低其故障率,提高机组运行效率,采用数值模拟结合实验的方法,对叶轮内部流场进行了三维数值模拟,并对影响叶轮气动性能的因素进行研究,在此基础上应用流固耦合的方法对叶片的强度进行了全面评估。主要工作如下：1、建立了叶轮内部流场的数学模型,利用CFD仿真软件CFX对叶轮内部流场进行了数值模拟,得到了其内部气流的压力场、速度场和温度场,揭示了气流在叶轮内部压力、速度、温度的变化情况,捕捉到了涡流、二次流等流动特征。2、分析得出了流量变化对叶轮出口压力、出口温度以及叶轮内部流动状况的影响规律；得出了叶顶间隙对叶轮出口压力、出口温度和叶轮内部流动的影响规律；得出了叶片数目对叶轮出口压力、出口温度和叶轮内部流动的影响规律。3、对叶轮在工作时叶片所受气动载荷的大小和分布状况进行了分析,并在综合考虑气动载荷和离心载荷的基础上,对叶轮进行了流固耦合分析,揭示了气动载荷对叶轮强度性能的影响,综合考虑叶轮的变形以及不同叶顶间隙下叶轮的气动性能,确定叶轮工作时最佳叶顶间隙值为0.3mm。4、实验研究得到了流量变化对叶轮入口压力、出口压力和出口温度的影响,实验结果与仿真结果具有一致性,表明前述数值计算是可信的。本研究成果对优化高速离心空压机的运行参数,提高机组的运行效率,降低叶轮的故障发生率具有一定的指导意义。图68幅,表4个,参