在航空发动机工作的过程中,涡轮转子所处的环境条件是最为复杂严峻的。作为发动机涡轮转子的关键部件之一,涡轮盘的工作环境十分复杂,其所处的流场温度和压力都非常高,且温度场的变化十分剧烈,对流场和固体结构的影响较大,在工作过程中涉及到多个物理场之间的相互作用。与传统的单辐板涡轮盘相比,双辐板涡轮盘具有可以降低工作温度、减轻质量、减少冷气用量、增加AN2值等特点。本文首先对单辐板形式、内部空腔形式及盘心凹槽形式三种涡轮盘进行了参数化造型设计,给出了具体参数设置,并利用自编程序实现二维三角形网格自动生成。从结果来看,生成的网格质量较高,同时在折转较剧烈的地方进行适当网格加密可以保证几何完整性,有效捕捉流体的复杂流动。其次,本文进行了双辐板涡轮盘流热固耦合计算,结合本文实际情况,采用单向流热固耦合方法。计算结果表明,与单辐板涡轮盘相比,两种双辐板涡轮盘的质量均明显降低,而应力、应变及变形等则有不同程度变化,其中内部空腔涡轮盘的Von Mises应力和总等效应变增幅较小,盘心凹槽涡轮盘的应力应变增幅较大,三种涡轮盘的总变形几乎相等,显然,内部空腔涡轮盘的性能要优于盘心凹槽涡轮盘。最后,通过自编程优化平台进行优化设计,该平台中集成了参数化造型功能以及自编网格程序,并可调用ANSYS软件进行计算,最后通过遗传算法进行优化。计算结果表明,平台运行可靠,计算结果准确,适合进行简化结构涡轮盘的计算;对三种形式涡轮盘进行计算后发现,相较于原始模型,内部空腔涡轮盘在质量明显减小的同时应力增幅极小,盘心凹槽涡轮盘的应力增幅稍大,但与流热固耦合计算结果相比二者增幅均明显减小,因此,优化后的涡轮盘结构明显更为合理。