双流道泵(Double-Channel Pump, DCP)是污水处理领域输送污水的一种特殊的流道式离心式泵。目前双流道泵的优化多集中在叶轮及其水力优化方面，事实上蜗壳对水力的影响也比较大，占水力损失约20％，因此对双流道泵蜗壳的优化研究必不可少。但目前对蜗壳研究比较少，结合先进的寻优算法的优化设计的研究更是几乎没有。所以，以双流道泵蜗壳最为研究对象进行水力及结构性能的多目标多结构优化研究具有重要学术价值：一是可以通过流固耦合(Fluid structure interaction,简称FSI)方法，看到流体和固体间的相互影响；二是可以通过人工神经网络近似模型，研究双流道泵几何参数和性能参数的交互影响，确定双流道泵蜗壳最优设计方案所在的设计变量区域；三是可以研究多目标遗传算法在叶轮机械优化领域面临的具体问题及解决方法，为其它叶轮机械的设计优化提供参照。　　在国家自然科学基金资助项目(No.51109094)及江苏省高校优势学科建设工程资助项目的资助下，本文以双流道泵蜗壳为研究对象，对其水力优化涉及的各个环节进行系统研究，提出适用于双流道泵蜗壳的多目标优化设计方法，主要工作和结论如下：　　1.对双流道泵蜗壳和叶轮进行了整体的流固耦合计算，发现两者的变形都很小，约10-5mm量级，叶轮应力集中出现在出口吸力面，蜗壳应力集中出现在隔舌圆角附近靠后盖板处。叶轮旋转一周，隔舌附近压力脉动、蜗壳所受径向力、应力、变形等都呈现周期性变化规律。叶轮蜗壳之间的动静干涉作用对这些性能参数的影响都比较明显。　　2.针对蜗壳各个结构参数进行了流固耦合研究，结果表明：随着隔舌安放角的增大，蜗壳最大变形量增大，振幅减小；增大隔舌安放角，有助于减小振动。适当增加隔舌圆角半径，可以减小压力脉动，也可减小蜗壳所受径向力，而且会显著减小蜗壳的最大应力值，有助于减小振动。适当增大蜗壳宽度，会减小双流道泵扬程，但可以提高双流道泵效率，显著减小蜗壳的最大应力，减缓疲劳现象的出现。扩散段宽度的增大，对双流道泵的水力性能影响比较小，对结构性能影响较大。可以比较明显的减小隔舌处的最大应力值，有助于减少此处的疲劳损伤。进口直径（间隙）的增大会显著减小扬程值，但会提高双流道泵的效率。对双流道泵的应力而言，进口直径（间隙）影响不大，随着间隙的增大，应力值会小幅度的增大。　　3.选取蜗壳进口直径、进口宽度、隔舌安放角和扩散段长度为优化变量，参考手册确定设计变量的优化范围，采用均匀试验设计方法设计了50组试验，通过流固耦合计算方法得到双流道泵设计工况点的效率以及蜗壳段的最大应力，并以此为优化目标，通过BP人工神经网络训练建立近似函数。期间需要结合下一步的多目标优化来进行近似模型的调整，不断提高模型的预测精度。　　4.针对近似模型设计了离心泵专用的多目标遗传寻优策略，来进行极值寻优，找到最佳参数组合。通过不断调整计算，最终得到了蜗壳几何参数组合的Pareto前沿。然后选取了两组优化结果与原始泵进行对比分析，研究结果表明：相对于原始方案，优化方案的扩压效果明显改善，并且减少了隔舌处及扩散段的回流现象，优化方案opt1和opt2的效率比原始方案分别提高了1.44%和1.77%；优化方案opt1和opt2的最大应力较原始方案的降幅分别为9.96%和8.2%；优化方案opt1和opt2的平均振动速度也较原始方案分别降低了10.48%和13.67%。因此，本文所提出的离心泵专用多目标优化策略切实可行，不仅能显著提高双流道泵的水力性能和结构性能，同时，对其它叶轮机械的优化设计研究也有一定的参考价值。