阀门作为一种压力管道元件,被广泛的应用于生产生活的各个领域,随着CAE技术的不断发展,利用数值模拟计算的方式代替传统的经验公式与工程试验,大大提高了研发效率,节约了大量的研发成本,具有一定的经济效益。本文以供气管道中的DN150蝶阀为研究对象,主要做了以下几个方面的研究:（1）基于流固耦合理论建立了DN150蝶阀的三维实体模型,并利用Ansys Workbench软件对其进行了网格划分。其次,基于Fluent软件对蝶阀的内部流场进行了分析,得到了不同开度下的压力分布图和流线分布图。最后,利用Ansys Workbench对蝶阀的内部流场与阀体进行了流固耦合分析,得到了阀体在不同开度下的应力云图与变形云图。研究结果表明:在蝶阀开度小于40°时,流速变化较为明显,阀体所受的压强变化较大,对蝶板的冲击较大。随着蝶阀开度的进一步增大,流场的变化逐渐趋于稳定,分析结果为阀门进一步的设计与优化提供了依据;（2）通过建立蝶阀密封结构有限元数值分析模型,并定义接触对,设定约束,添加载荷,完成了接触分析的前处理工作;计算得到蝶阀应力、总变形云图,分析发现蝶阀的最大应力出现在阀杆与密封圈交界处,在阀杆与蝶板连接位置应力、变形较为明显;由密封面的接触应力云图分析得到,最小应力位于阀杆与密封圈相交的位置,最小值为5.212MPa,大于密封必需比压,密封性能良好;（3）基于多目标遗传算法,对蝶阀进行了参数化优化设计。通过实验设计和响应面计算获得了设计变量对于目标函数的敏感度,并进行对比分析;选用多目标遗传算法进行优化计算,最终得到三个最优的设计点,并对设计点给出的数据进行了圆整,得到了优化过后的蝶阀模型,并对其进行静力分析验证,优化结果使蝶阀在保证其强度与刚度的基础上,总质量降低了10.501%,实现了阀门的轻量化设计。