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葉輪機械是一種以連續旋轉葉片為本體，使能量在流體工質與軸動力之間相互轉換的動力機械。它不同于往復活塞式機械將工質密閉在變容積的空間中，而是與環境貫通，從而較前者具有更強大的通流能力，為大幅度提高機械的功率提供了有效途徑。廣義地講，葉輪機械包括燃氣輪機、蒸汽輪機、風力機、水輪機等原動機和鼓風機、水泵等工作機；狹義上的葉輪機械一般指以可壓縮流體為工質的燃氣輪機和汽輪機。

遵循流體力學中的連續性方程、動量方程、動量矩方程、能量方程。設計時往往利用速度三角形和歐拉公式進行初步設計，我國科學家吳仲華教授在NACA工作時提出的三元流動理論（S1S2流面理論）是葉輪機械領域一座里程碑，對葉輪機械發展起到了極大幫助，至今仍在被廣泛使用。現如今CFD技術的進步讓葉輪機械的設計變得更加容易，但是由于CFD耗時較多，所以過去的設計方法仍在沿用。

葉輪機械是一個綜合性的工程學科，涉及有流體力學、工程熱力學、計算流體力學、氣體動力學、傳熱學、結構力學、轉子動力學、材料學、控制科學等領域，還需要先進的加工、密封、軸承、測量等技術作為支撐，葉輪機械的先進程度考驗了一個國家綜合的科學技術實力。