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风洞在空气动力学以及飞行器设计中一直扮演着非常重要的角色，由于历史悠久，测试方法得到长久时间的研究发展，风洞试验作为风机性能测试装置的一种也被广泛应用。空气动力学中许多重要理论都是在风洞试验中经过大量观测后提出的，例如空气螺旋桨理论、边界层理论，同时这些理论的实际应用又得到了风洞试验的验证。风洞实验源于1891,F•H•Wenham建造了世界上第一座风洞。国外在20世纪40年代至60年代建立大量的低速风洞，到了70、80 年代，由于科技进步，各主要低速风洞多次进行改造和更新，提高了风洞试验的质量和效能。随着科学技术进步，计算机与计算空气动力学的发展，激光热线、红外等多种非接触测量技术广泛应用于空气动力试验，风洞试验的领域越来越大，获取的信息量增多，费用下降，试验数据质量明显提高，风洞的试验能力迅速增强，促进了风洞试验设备的发展。风洞的设计实验以及制作经过多年的发展已经比较成熟，因此常规风洞完全可以根据现有优良风洞建立的标准进行设计。为了提高试验雷诺数，4m量级的增压低速风洞在70年代发展起来，其实验雷诺数均大于8*106，包括英国的5m增压风洞，法国F1风洞，以及德国在80年代的KKK低速低温风洞。进入20世纪 90 年代以来，因为关系到 21 世纪在试验领域能否居于领先地位的问题，欧洲、美国都注重风洞试验设备的建设和更新改造,其中主要的低速风洞美国有 40 多座，俄罗斯有10余座，欧洲和日本约有 30多座。目前世界上最大的低速风洞是美国国家航空航天局艾姆斯中心的国家全尺寸设备，实验段的尺寸为24．4×36．6平方米，足以实验一架完整的真飞机。雷诺数最高的大型跨声速风洞是美国兰利中心的国家跨音速设备，是一座实验尺寸为2．5×2．5平方米的低温风洞，采用喷注射液氮降温方法。28580
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由于许多风机由于年代久远，已经不适应目前的生产水平与使用要求，因此许多电力系统里的风机采用了一种廉价的改进方式——增大叶轮,对增大叶轮风机流体流速、总压升以及轴功率可以由以下两组方程得到：
(1)qv/qv0=D2/D20 , p/p0=(D2/D20)2, Psh/Psh0=(D2/D20)3.
(2) qv/qv0=(D2/D20)2 , p/p0=(D2/D20)2 , Psh/Psh0=(D2/D20)4 .
这两组方程都是从相似定律推导而出的切削定律得到，方程组(1)用于叶轮宽度改变后计算流体流速、总压升以及轴功率，方程组(2)用于叶轮宽度与叶尖出口角度不变的情况，对于离心风机、轴流风机都适用。对风机性能的数值计算广泛采用商业CFD软件Fluent，流体的可压缩性根据测量计算所需而定，本课题研究的模拟流动均为湍流流动，采用雷诺平均的方法进行处理。华北电力大学能源与动力学院的Li Chunxi, Wang Song Ling等人对于不可压缩流体，采用标准了k–e 模型作为湍流模型，SIMPLE算法配合二次迎风差分补差来计算压力和流体流速，并对动量中的雷诺应力通过标准J-E模型进行封闭。而中国农业机械化科学研究院的周海燕博士对涉及严重分离和涡旋管道内流动采用了明显改善了应力急剧变化流动模拟精度，并且考虑了涡旋对湍流影响的RNG k-e模型。在使用CFD软件Fluent进行数值模拟计算时必须考虑好湍流模型的选择。同时，节流装置设计为轴对称的结构形式，采用二文轴对称数值模拟，将三文问题简化为二文模型求解，可以减少计算量。
对于目前大量实际复杂的流动问题主要依靠数值计算和试验的方法来求解，但实际的实验成本过高，中国农业机械化科学研究院的周海燕博士采用计算机数值模拟计算方法解决此问题。其中必须考虑两个流动的基本方程，包括A流体连续方程——某一时间间隔内流入横截面A1流体质量流量等于流体同一时间间隔流出横截面A2的流体质量流量，即u1A1=u2A2;B流体流动的伯努利方程，伯努利方程还可以用于计算流体流速。这方面的内容可以应用到本课题数值模拟的部分。论文网