随着我国多年的发展，目前已经到产业转型升级的阶段。工业界的各行各业，均需要转型至精益设计及精益制造，以提高产品在全球及国内市场上的竞争力。汽车产业作为工业界的代表，在这场产业升级中尤为重要。汽车产业的升级，需要各个汽车零配件的性能与质量同时升级来保证。汽车发动机冷却风扇，作为汽车的重要零配件，对保证车辆的整体性能与质量有着重要的作用。

因此，发动机冷却风扇的优化设计，成为当前的重要研究课题之一。本文先对发动机冷却风扇的国、内外研究现状进行了总结。接着，对发动机冷却风扇的性能指标及性能测试装置，进行了详细的介绍。在明确了冷却风扇的性能指标及测试环境之后，详细介绍了发动机冷却风扇性能CFD仿真的细节，并对两款风扇进行了对标计算。计算结果显示：风扇性能的CFD仿真结果与实验结果的误差在9%以内，且两款风扇所有的性能仿真趋势完全正确，验证了CFD仿真在风扇的工程设计与优化中的可行性。

基于CFD仿真，结合试验设计、近似模型及智能优化算法，本文提出了一套适用于对风扇的几何结构进行全局寻优的自动优化方法。该方法搭建在商用优化软件Isight平台上，通过集成Matlab、Proe、Hypermesh和Fluent软件来实现风扇几何模型建立到流场网格划分再到CFD计算一整套流程自动化。利用该套方法，对某一款风扇进行了示例优化。优化结果显示：以目前的条件对风扇进行全因素(12个设计变量)优化还不具备实用价值。

但是，通过敏度分析得出对性能影响最大的前6个设计变量，成功实现了对风扇进行6因素寻优。最终，在流量和压力不变的条件下，将该款风扇的最高效率提高了2.15%。针对自动全局优化方法的不足之处(黑箱操作性、优化工作的效率不高)，本文将涡动力学理论引入到发动机冷却风扇性能的优化设计之中。基于涡动力学理论的冷却风扇优化方法，适合对冷却风扇进行局部动力学优化。

按照该方法，对某一款风扇进行示例优化并进行实验。结果显示：依照该方法，能找到风扇局部做功不良的区域，并对该区域几何结构进行改正，最终使该款风扇，在功率不变的条件下，效率在整个工作区域内均有提高，提高幅度为2.2%~2.4%。