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研究了相变传热问题的优化设计及其灵敏度分析方法。在有限元-时间差分和等效热容法求解相变温度场的基础上，提出了相变温度场对设计变量一阶灵敏度的计算方法，给出直接法和伴随法两种计算格式并分析了它们的特点，建立了相变温度场优化的模型和算法，在有限元分析与优化设计软件JIFEX中实现了该方法。数值算例表明了灵敏度计算的精度和优化方法的有效性。