槽式太阳能发电技术是最早实现商业化运营的太阳能发电技术，它具有技术成熟、成本低以及易与化石能源形成联合发电的优点。槽式太阳能聚光器是该系统主要部件，对反射镜面起到支撑作用并跟踪太阳。槽式聚光器的设计涉及流体、结构、光学、传热等多个学科，且学科之间相互影响形成耦合关系。对于这种复杂的多学科之间的相互影响和作用，传统的单一学科的分析和优化方法已很难满足系统设计要求。本文对槽式聚光器在流场中涉及到的流体与结构两个主要学科进行多学科优化设计研究，从理论上解决高倍率聚光器设计技术的瓶颈，研究的主要内容如下:　　(1)对优化过程中所采用的粒子群算法进行了改进，提出一种基于粒子适应度和迭代次数来确定惯性权重的自适应粒子群优化算法。该算法在每次迭代后计算每个粒子的当前最佳适应度与全局最优适应度的差值，利用该差值动态地改变每个粒子的惯性权重。该策略相对于已有的调整策略提高了粒子群算法的收敛速度、收敛精度和达优成功率。　　(2)对槽式太阳能聚光器多学科优化设计过程中涉及到的流体和结构分别进行了单学科分析，得出了流体和结构学科的模拟分析结果。对于流体学科，聚光器风载荷随着风速的增大而显著增加。当仰角为0°时，风载荷最大，此时为最恶劣工况;对于结构学科，聚光器最大形变随着风压的增大而增加，随着支撑结构的型钢截面尺寸增大而减少，在支撑结构中悬臂梁型钢尺寸影响最大，当悬臂梁尺寸从16mm增加到22mm时，最大形变减少了10.5％。　　(3)对槽式聚光器进行流体与结构的多学科优化，通过多学科平台ISIGHT集成流体和结构学科的分析模型，考虑学科之间的耦合关系，通过正交试验建立聚光器响应面近似模型，最后通过改进过的粒子群优化算法进行优化求解，得到槽式太阳能聚光器的最佳性能参数。最终的设计尺寸为焦距1m、轴向间隙为0.08m，悬臂梁型钢截面尺寸为20mm、主梁截面尺寸为28mm、加强梁截面尺寸为30mm。相比于初始设计模型，聚光器的表面变形减少了14.2％，支撑结构质量减少了9.4％。　　(4)搭建了槽式聚光器的风洞试验平台，通过风洞试验得出了槽式聚光器反光镜在不同工况下的表面最大风压与镜面最大应变。与模拟研究结果相比，不同风速下的最大风压误差在14.2％到29.8％之间，最大变形量误差在22.2％到41.2％之间，风压与形变的变化趋势基本相同，验证了聚光器模拟结果的准确性。存在误差的原因是聚光器加工精度以及风洞与模拟实验之间边界条件差异性。