制动器是车辆制动系统的重要组成部分,其稳定性和高效性关系到车辆和驾驶人员的安全。制动时,制动器的摩擦片和制动盘发生剧烈摩擦,在接触表面产生大量的热,温度急剧升高,一般采用通风式制动盘来提高散热效果。但通风式制动盘在制动时,内部通道中存在的回流区阻碍了流体流动,使得通道内部散热不均匀,容易出现热裂纹和热衰退等现象。基于这样的背景下,本文对通风式制动盘内部回流区散热问题进行研究并解决,具有重要工程应用意义。针对这一问题,首先对通风式制动盘内部流体流动进行研究,依据流场的基本控制方程和湍流模型等理论,分别建立了直叶片、弯曲叶片和菱形叶片三种通风式制动盘内部流体域有限元模型,采用数值模拟的方法来分析在不同转速和结构参数下,三种通风式制动盘内部流场的分布情况;其次,建立三种通风式制动盘固体域有限元模型,设置边界条件参数并进行热分析仿真模拟,分析通道内部不同散热叶片表面温度的变化情况,并对制动盘在不同结构参数下的传热特性进行研究;最后,根据前文的仿真分析结果,针对直叶片制动盘内部回流区问题提出改进方案,并结合第二代非支配排序遗传算法（Non-dominated Sorting Genetic Algorithms II,NSGA-II）,以直叶片的开槽角度,开槽宽度和叶片数量为优化参数,以质量流量和对流换热系数最大为目标,来进行结构优化设计。研究结果表明:直叶片、弯曲叶片和菱形叶片通道内吸力侧均存在回流区。增加通道内叶片的数量,在一定程度上可以减小回流区,从而提高通道内流体的平均速度。叶片倾斜一定角度,增加了通道内流体流动方向与温度梯度方向之间的协同度,使平均流速增大,有助于增强流体在制动盘通道内的流动;三种制动盘通道内叶片温度从内径向外径处依次逐渐升高再降低,其中吸力侧温度明显大于压力侧,但叶片平均温度均随倾角的增大而逐渐降低。随着叶片数量的改变,直叶片、弯曲叶片和菱形叶片达到最低温度时叶片个数各不相同。通风式制动盘通道内的回流区阻碍了散热,导致通道内的温度分布不均。通过开槽优化设计,从而改变流体流道的形状,可有效地抑制通道内回流区的产生,使气流分布更加均匀。在给定的工作转速范围内,经实验数据对比,结果表明:优化后的制动盘提供的总努塞尔数比直叶片制动盘高了9%,通道内部努塞尔数提高了5.6%,泵送质量流量能力增加了12%。