In frühen Impulsturbinen wie der Laval-Turbine und Rückstoßturbinen wie der Parsons-Turbine ist das Laufrad die Kernkomponente, und seine Effizienz hängt von der Komplexität der Schaufelstruktur ab.
Beim Laufraddesign hat sich ein Wandel vollzogen: Von der Verwendung empirischer Formeln und manueller Zeichnungen hin zur Einführung digitaler Simulationstechnologien wie rechnergestützte Strömungsdynamik und Strukturdynamik.
In den frühen 1950er Jahren entwickelte Wu Zhonghua die dreidimensionale Strömungstheorie von Turbomaschinen (S1-, S2-Strömungsoberflächentheorie), die bei der Konstruktion von Turbinen für das Drei-Schluchten-Staudammprojekt in meinem Land angewendet wurde. [10] In der modernen Luft- und Raumfahrt und anderen Bereichen wird für Laufräder ein dreidimensionales Strömungsoberflächendesign verwendet, und durch Simulationsoptimierung des Strömungskanals wird der hydraulische Wirkungsgrad im Vergleich zum empirischen Design erheblich verbessert (z. B. mehr als 30 %).
Derzeit wandelt sich die Laufradtechnologie in Richtung Ökologie und Elektrifizierung, einschließlich der Entwicklung geräuscharmer und verbrauchsarmer Konstruktionen sowie der Erforschung von Verbundwerkstoffen, wasserstoffbetriebenen-kompatiblen Laufrädern und Technologien zur Topologieoptimierung auf Basis maschinellen Lernens.