● 摘要
大型旅客机的环控系统在先进的旅客机中越来越受到重视，国内外也对不同类型的环控系统的优化做了大量的仿真分析研究。由于环控系统的日益复杂，如何解决系统中各种复杂的耦合关系，并对整个系统进行优化提高系统效率是工程人员一直追求的奋斗目标。由于系统庞大、耦合关系复杂使得传统的优化方法在计算时间与优化精度上都难以符合先进技术的要求，而多学科设计优化方法恰好能够解决这样一类耦合程度高的非线性优化问题，因此本文将多学科优化思想应用到了大飞机环控系统的设计优化之中。本文的主要工作如下：
（1）以四轮升压除水环控系统为研究对象，分析了该系统的工作原理，建立了该系统的数学模型。
（2）为了减少计算耗时，提高计算效率，引入近似模型技术，将数学模型转换为近似模型，生成响应面函数，为进一步优化做准备。
（3）研究多种不同的多学科优化方法与算法，建立适合的多学科优化方法模型，采用不同的优化算法对模型进行优化。以系统在地面大速度飞行环控系统最大制冷量作为飞行工况，基于ISIGHT和MATLAB平台对系统进行优化分析，得到系统最优结构参数和运行参数。
本文的研究成果为我国大飞机环控系统的设计优化方法与软件开发提供了理论依据和设计参考，通过仿真计算对现有的环控系统进行能量利用率的评价，具有很强的应用价值。