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由多学科组成的复杂工程系统的协同优化设计非常复杂，优化求解时通常将其分解为多个不同的学科，学科间通过耦合而联系在一起进行信息传递。而耦合的存在将导致优化迭代时提高执行的时间代价。已有的一些策略比如学科重新排序、耦合悬挂和耦合忽略等通过对耦合采取不同的处理策略能够在一定程度上减少执行时间和代价，这些方法在解耦的同时也会产生一些问题，如：系统层过于约束而不能得到满意的解、结果难以收敛等。本文提出的方法通过簇间耦合变量备份代理解耦和簇内拓扑单向学科可行的策略求解多学科复杂问题，簇间在系统层引入约束以保证簇与簇之间相互独立，每个簇内经过拓扑解耦处理后是一个无循环的树结构，这种结构大大降低了学科的分析求解过程。此方法与传统的求解策略比如多学科可行和独立学科可行相比，能够在保证结果准确性的同时提高执行效率。文章最后通过两个解析多学科优化问题以比较本文方法与其他方法的求解结果，验证了本文方法的有效性。