本文就现代燃气轮机总体性能计算与改装优化设计做了些研究工作。文中详细论述燃气轮机在改装设计的总体思路、改装部件特性的计算、部件与部件之间的匹配和改装燃气轮机总体性能优化理论等。课题结合两机预研，开发的涡轮特性计算软件通过三台燃气轮机改装设计的应用，获得同行专家的认可。对压气机改装使用基于相似理论的模化、加级或减级、加减级加模化的三种改装方法，并进行了详细的理论推导和计算，获得了改装后压气机的特性，以提供改装总体性能优化计算分析时使用；在改装涡轮中，对涡轮变几何、大冷却空气量条件下变工况性能的计算等进行了深入的研究。建立适用于亚临界、超临界条件下，非冷却、冷却条件改装涡轮特性计算的通流部分基本方程和损失模型，并设计开发一套改装涡轮变工况性能计算的可视化软件，软件界面通俗易操作，可提供给相关的专业设计人员方便的获得改装涡轮的变工况特性，以备总体性能分析之用；总体性能优化分析中，在已知改装部件特性的前提下，采用当量通流部分理论和BFGS优化方法对改装后的燃气轮机总体性能进行计算；同时，通过调整部件某些几何参数来寻求机组的最佳性能，本文主要是调整膨胀通流部分的几何参数（涡轮变几何），来获得机组的最优性能。