為了設計出高效的離心葉輪，科研工作者們從各種角度來研究氣體在葉輪內的流動規律，尋求好的葉輪設計方法。
早使用的是一元設計方法，通過大量的統計數據和一定的理論分析，獲得離心通風機各個關鍵截面氣動和結構參數的選擇規律。在一元方法使用的初期，可以簡單地通過對風機各個關鍵截面的平均速度計算，確定離心葉輪和蝸殼的關鍵參數，而且一般葉片型線采用簡單的單圓弧成型。這種方法粗糙，設計的風機性能需要設計人員有豐富的經驗，有時可以獲得性能不錯的風機，但是，大部分情況下，設計的通風機效率低下。
為了改進，研究人員對葉輪輪蓋的子午面型線采用過流斷面的概念進行設計，如此設計出來的離心葉輪的輪蓋為兩段或多段圓弧，這種方法設計的葉輪雖然比前一種一元設計方法效率略有提高，但是該方法設計的風機輪蓋加工難度大，成本高，難用于大型風機和非標風機的生產。
另外一個重要方面就是改進葉片設計，對于二元葉片的改進方法主要為采用等減速方法和等擴張度方法等，還有采用給定葉輪內相對速度W沿平均流線m分布的方法。等減速方法從損失的角度考慮，氣流相對速度在葉輪流道內的流動過程中以同一速率均勻變化，能減少流動損失，進而提高葉輪效率；等擴張度方法是為了避免局部地區過大的擴張角而提出的方法。給定的葉輪內相對速度W沿平均流線m的分布是通過控制相對平均流速沿流線m的變化規律，通過簡單幾何關系，就可以得到葉片型線沿半徑的分布。以上方法雖然簡單，但也需要比較復雜的數值計算。
