目前,CAE软件和数值模拟技术已被广泛应用至锻造、挤压、热冲压、轧制、淬火等热加工工艺的设计,并取得了较好的效果。利用数值模拟方法研究热加工工艺时,需要输入坯料及模具材料的热物性参数、力学性能参数、接触边界参数和热交换边界参数等。为了给热加工工艺数值模拟提供可靠的材料热物性参数和热交换边界参数,保证数值模拟结果的准确性和可靠性,材料热物性和界面传热特性数据库的开发逐渐受到科研和技术人员的重视。传热系数是热加工工艺数值模拟中一个非常重要的参数,求解各种工况下的传热系数日益受到重视,已经成为当今各国的研究热点,但是传热系数很难由实验的方法直接测量。反传热为材料热物性和界面传热特性提供了一条思路。根据求解变量的数量,可以将反传热问题分为单宗量问题和多宗量问题,单宗量问题即求解一个变量,多宗量问题即同时求解两个或两个以上的变量。为了求解冷却过程中的传热系数,本文将人工鱼群算法(AFSA)应用于反传热中,结合有限元算法利用Fortran语言编写反传热程序。为了提高算法的收敛速度,本文将人工鱼群算法结合正态分布算法(Z),提出了改进的人工鱼群算法(ZAFSA)。利用文献中的温度曲线对传热系数进行求解,通过对比文献中和利用人工鱼群算法和改进的人工鱼群算法求解的传热系数,结果表明人工鱼群算法和改进的人工鱼群算法可以较好的得到最优解。并且改进的人工鱼群算法的收敛速度大大提高。为了求解气体冷却过程中的传热系数,本文将萤火虫算法(FA)应用于反传热中,结合有限元算法利用Fortran语言编写反传热程序。为了提高算法的收敛速度,本文将萤火虫算法结合正态分布算法(Z),提出了改进的萤火虫算法(ZFA)。在改进的萤火虫算法中,为了进一步加快收敛速度,采用粒子群算法(PSO)中的社会认知(G)与萤火虫算法结合构成ZGFA。采用气体冷却实验对改进的算法进行了验证,结果显示,ZFA、ZGFA大大提高了算法的收敛速度,改善了算法的收敛性能。由于在求解传热系数的过程中,还存在其它热物性参数也未知的情况,即多宗量问题。仿生算法在优化问题中的优点是可以同时优化多个变量,为了求解多宗量问题,本文利用粒子群算法结合有限元算法编写多宗量的反传热程序(PSO-FEM),求解了传热系数-导热系数、传热系数-比热容和导热系数-比热容的多宗量问题。为了加快算法的收敛速度,本文将粒子群算法与正态分布算法结合,提出了改进的混合算法(ZPSO)。利用改进的混合算法编写的反传热程序对正传热得到的温度曲线进行计算,结果显示,利用反传热求解的传热系数-导热系数、传热系数-比热容和导热系数-比热容与应用于正传热中的值吻合的很好,而且改进的ZPSO能快速寻找到最优值,收敛性能大大提高。