水泵叶轮的设计涉及多个学科,其中水力性能设计和机械设计是叶轮设计过程中最突出、最有代表性的问题。随着对水泵稳定性要求的日益提高,传统的串行模式优化设计化方法已经很难满足设计要求。本文借鉴国内外其它领域多学科设计优化(MDO)的研究成果上,将MDO纳入了水泵叶轮优化设计中,对叶轮多学科设计优化进行了初步的探索研究。　　论文首先综合分析了多学科设计优化常用的六种方法的数学模型、结构框架,并分析了每个方法的优缺点和适用范围。然后结合轴流泵叶轮的设计特性,建立了基于多学科可行方法的轴流泵叶轮优化设计系统。　　所建立的多学科设计系统统集成了几何参数化、网格自动生成、流体仿真、应力计算和系统优化六大模块。几何参数化模块的主要作用是生成几何模型并为优化提供变量;网格自动生成模块主要是对计算域进行自动划分网格;流体仿真以及应力计算模块分别用来评估叶片的流动性能以及强度性能;系统优化模块的主要作用是为优化系统进行寻优。　　在系统优化过程中,叶轮叶片基于UG的二次开发grip语言实现参数化,通过骨线变化达到修改叶片的目的,从而实现叶轮的参数化。以叶片的形状参数为优化变量,以水力性能和结构性能为目标函数,进行多学科分析及耦合信息传递,通过 NSGA-II遗传算法进行寻优得到最终优化结果。　　优化结果表明,在不同工况下优化后叶片的效率、扬程、叶片表面最低压力值、叶片最大应力较初始化叶片都有明显的改善,优化的结果是可以接受的,证明了论文所提出的叶片多学科优化方法的可行性,也为叶轮叶片的多学科优化设计提供了一种较好的思路。