为了设计出高效的离心叶轮，科研人员从各种角度来研究气体在叶轮内的流动规律，寻求最佳的叶轮设计方法。最早使用的是一元设计方法，通过大量的统计数据和一定的理论分析，获得轴流风机各个关键截面气动和结构参数的选择规律。在一元方法使用的初期，可以简单地通过对风机各个关键截面的平均速度计算，确定离心叶轮和蜗壳的关键参数，而且一般叶片型线采用简单的单圆弧成型。这种方法非常粗糙，设计的风机性能需要设计人员有非常丰富的经验，有时可以获得性能不错的风机，但是，大部分情况下，设计的通风机效率比较低下。

为了改进，研究人员对叶轮轮盖采用过流断面的概念进行设计，如此设计出来的离心叶轮的轮盖为两段或多段圆弧，这种方法设计的叶轮虽然比一元设计方法效率略有提高，但是该方法设计的风机轮盖加工难度大，成本高，很难用于大型风机和非标风机的生产。

随着数值计算以及电子计算机的高速发展，可以采用更加复杂的方法设计离心通风机叶片。目前已建立了一种采用流线曲率法在叶轮流道的子午面上进行叶轮设计的设计方法，该方法目前已经推广至工程界，并已经取得了显著效果。虽然相关的技术还没达到完善的效果，但相信随着研究的不断深入，轴流风机叶轮的高效性能提到实质性的提升。