水轮机转轮的设计涉及多个学科，如流体、结构、强度、疲劳、材料、振动、制造工艺等学科领域，随着对水轮机稳定性要求的日益提高，传统的串行模式优化设计化方法已经很难满足设计要求，因此需要建立一种能够综合考虑多个学科间相互影响的优化设计方法，即多学科设计优化方法(MDO)。本文借鉴国内外其它领域多学科设计优化的研究成果上，将多学科优化设计引入了水轮机转轮优化设计中，对转轮多学科设计优化进行了初步的探索研究。　　对多学科设计优化的概念和主要思想进行了概述，综合分析了多学科设计优化常用的六种方法的数学模型、结构框架，并分析了每个方法的优缺点和适用的范围。　　根据贯流式水轮机转轮设计的特性，利用多学科可行方法的框架建立了转轮优化设计系统。该系统集成了参数化、网格自动划分、数值计算、应力计算以及系统优化，以转轮叶片的形状参数为优化变量，以转轮的结构性能和水力性能为目标函数，并引入NSGA-Ⅱ遗传算法作为优化算法来实现转轮叶片的优化设计。　　论文将贯流式转轮叶片作为优化设计对象，叶片翼型骨线采用Bezíer曲线原理，基于CAD设计软件UG的二次开发grip语言实现参数化，通过骨线变化达到修改叶片的目的，从而实现转轮的参数化。将叶片翼型骨线的八个挠度参数作为优化变量，以最大效率和最小结构应力为优化目标，进行多学科分析及耦合信息传递，通过NSGA-Ⅱ遗传算法进行寻优得到最终优化结果。　　优化结果表明优化后的叶片的效率和最低压力都大幅度提高，最大结构应力极大降低，应力分布梯度化更加均匀，优化的结果是可行的，在一定程度上减小了优化问题的规模，并证明了论文所提出的水轮机转轮多学科优化方法的可行性，也为转轮叶片的多学科优化设计提供了一种较好的思路。