离心式压缩机与轴流式相比，气流的流动由轴向入口转为径向出口，其内部流动的三维空间效应与涡系结构更为复杂，因而其设计水平尚未达到轴流式的较完善程度。另外在石化企业的压缩机，经常还涉及实际混合气体的热物性与冷凝计算，还要满足用户高效、防喘振、变工况、密封、振动的设计要求，因此实际大型离心压缩机的设计有很大难度。尤其近年来大量的扩容增效改造项目中，压缩机的外壳尺寸与转速一般要求不变，使之设计更为困难。

    本项目针对大型、多段、多级离心压缩机提出三多设计（多设计工况、多目标函数、多约束条件的优化设计）与二非设计（非定常、非稳定）的概念：即不仅要有高的单一设计工况点效率，还应能满足多个设计工况点、具有良好的变工况性能和较大喘振裕度的要求，以保证压缩系统的高效性与可靠性。主要创新工作有：

    1) 在国内外首次将现代最优控制理论应用至叶轮机械设计中，建立了基于控制叶片表面速度分布的、叶轮的子午流道与叶片型线统一优化设计理论与技术；

    2)  建立了离心压缩机多设计工况、多目标函数和多约束条件的整体优化设计技术(国内外首创)；

    3) 通过非定常、非稳定流动分析建立离心压缩机系统的喘振判断准则与级失速判断准则，(国外无公开资料)。

本项目在7项国家自然科学基金项目的支持及企业的合作下，取得了具有自主知识产权的创新成果，开发出22个模型级(流量系数f = 4Q/pU²D²：0.02～0.19)与20余种离心压缩机组新机型，气动设计技术达到国际先进、国内领先水平。研究成果已推广应用于锦化机、陕鼓、杭氧、上鼓、沈鼓等我国主要压缩机制造企业和设计院，取得了显著的经济效益与社会效益。仅据近三年6家企业提供的应用证明统计，新增产值2.3亿元以上，直接经济效益约1.1亿元，其中新增利润5251.7万元，新增税收 4245.7万元，节支1629万元，同时在与国外厂家竞争中为国家节约了大量外汇；为本学科与我国的压缩机行业培养了多名高级技术人才，极大促进了我国离心压缩机行业的技术进步。