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针对气动设计中遇到的具有大规模设计变量的优化设计工程，造成优化搜索难度大，计算代价高等问题，提出了一种基于全局灵敏度分析方法的分层优化设计方法。即选取M—OAT方法对设计变量进行全局灵敏度分析，根据灵敏度信息对设计变量进行分层，随后分别对各层设计变量进行优化。对翼型及机翼进行分层优化设计之后，与普通全参数优化设计系统相比，建立的分层优化系统可以在单次优化过程中有效减小设计变量的数目，减小优化搜索的难度，加快优化收敛速度，同时也能获得较好的优化结果。