大型立式磨机是水泥工业生产中的核心装备,运行过程涉及流体、大规模固体颗粒以及热传递等多源物理场的复杂耦合,其内部流场为强耦合的流体-颗粒多相流。在对其进行节能调控过程中,存在关键运行参数与多物理场形态的关联机制不清晰的问题,实验研究方法难以对这些运行参数和质量特性之间的对应关系精准地进行描述。为了探究大型立磨工作过程中多物理场耦合工作机理,采用多相流耦合仿真技术对立式磨机进行模拟分析,并在数值模拟基础上提出一套基于代理模型的大型立磨运行参数的多目标优化设计方法,为大型立磨运行参数的智能调控提供决策依据。本文以LGM型立式磨机为研究对象建立了大型颗粒-流体耦合数值计算模型,基于计算流体力学理论,采用离散相模型（Discrete Phase Model,DPM）对立磨腔体内颗粒运动轨迹进行数值模拟,通过分析颗粒在流场中的运动特性,研究立磨关键运行参数对流场分布、颗粒分级以及成品细度的影响。在Fluent中生成离散项样本统计出在不同区间颗粒粒径分布情况,对比分析了系统风量和选粉机转速两个主要影响参数对于颗粒粒度分布的作用规律,采用Rosin-Rammler分布函数用数学方法对颗粒粒度的分布特征进行定量计算,通过函数表达式求得粉体比表面积的解析解,在此基础上讨论粒度分布对粉料比表面积的影响。针对大型立磨运行参数优化目标多、目标函数计算资源消耗大等问题,本文基于代理模型对立磨主要运行参数进行多目标优化设计。以提高立磨机产能与产品质量为目标,在试验设计基础上进行数值模拟。由模拟结果计算得到样本点的响应值构建代理模型,再结合多目标优化算法进行优化设计,根据优化结果进行数值计算验证优化方法的可行性。通过Isight工程设计优化软件实现大型立磨运行参数的优化设计,为复杂装备运行维护过程中的定量分析与优化决策提供理论和方法支持。