高速民用运输机(HSCT)是上世纪90年代NASA的一项工程,即采用最新技术设计一种新型超声速运输机。这种运输机将是燃油高效的、可以携带251名乘客的超声速客机,飞行速度达2.4个马赫数;计划以亚声速飞机一半时间穿越大西洋或太平洋。本文基于二阶响应面模型,结合气动性能的精确分析和结构重量的概念分析,采用自适应退火算法和序列二次规划算法相结合的优化策略,对高速民用运输机机翼进行多学科设计优化,以寻找机翼气动布局最优和起飞总重最轻的折衷点。该优化设计通过PCL编程实现参数化CAD模型的自动生成,通过Gambit日志文件和Fluent进程文件实现气动模型的生成和计算。响应面方法可以消除数值噪声,以改善优化性能。本文构建了两种响应面模型:全局响应面模型和气动响应面模型,分别对基于这两种响应面模型的优化结果进行了分析对比,并对基于全局响应面模型的最终设计和初始设计进行了详细的对比分析。最后,在优化得到的机翼外形的基础上,对机翼进行内部结构布置及其尺寸优化研究;选择聚焦梁和平行梁两种机翼布局进行结构优化分析比较。