如今汽车产业已发展成为国民经济的支柱产业,为实现全面建设小康社会的目标做出更大的贡献。但是在汽车的研发力度和设计水平上我国汽车工业水平仍然落后于发达国家,而随着经济社会的进步与生活水平的提高,人们对于汽车的性能和舒适性的关注度逐渐提高。作为汽车重要部件之一的冷却风扇,其性能的好坏对发动机的能耗与排放有着非常重要的影响。因此,研究设计高效低噪的冷却风扇具有非常重要的意义。传统的冷却风扇的开发依靠丰富的经验和大量的试验。随着计算机技术和计算方法的发展,计算流体动力学(CFD)逐渐被广泛地应用。CFD仿真具有开发周期短,成本低以及可以呈现出丰富的流场细节特征等特点,它也成为冷却风扇的设计与研究过程中的一个重要环节。本文首先介绍了发动机冷却风扇工作原理及其相关性能评价参数,其次进行了冷却风扇的性能试验,得到静压、功率、静压效率与流量的气动性能曲线以及每组转速下的噪声值,分别建立合适的气动性能和噪声的CFD计算模型,利用Fluent软件选择SIMPLE算法和PISO算法分别计算气动性能和噪声,经试验验证,证明了CFD模型及计算方法的正确性,并利用软件的后处理技术分析了风扇的流场特征。借鉴了三种生物的结构特征,分别为军舰鸟翅膀前缘结构、老鹰翅膀尾部正弦型分布结构、蜣螂表面非光滑凹坑结构,以原风扇数模为基础,设计了四款仿生风扇,进行了气动性能和噪声计算。对仿生风扇进行单因素分析法分析,发现前缘仿生结构能够提高风扇静压与静压效率,但是噪声会增加;后缘正弦结构降噪效果明显,但是会降低气动性能;还发现凹坑结构在一定数量分布下不仅有降噪效果,还能提升冷却风扇的静压和静压效率。对耦合结构而言,拥有三种结构的耦合仿生风扇和拥有前缘加后缘的仿生结构的耦合风扇降噪效果明显,且能保证风扇原有的气动性能。