当今社会，生产力水平的不断提高和经济的快速增长，对于能源的需求也在不断加大，国家的发展速度与其能源的利用情况密切相关。燃气轮机技术是一项关系能源、交通、国防等民生工程的多种技术集成的高技术，它的发展在一个国家和地区民族工业和重大装备制造业中扮演极其重要的角色。经验设计方法是以大量统计资料和实践经验结果为基础的，需要做大量的试验，要得到全面而准确的数据很不容易。近些年，由于计算流体力学以及计算燃烧动力学和计算机技术的快速发展，数值模拟的方法得到广泛的应用，它既降低了研究设计费用、又节省了时间，而且得到的结果相对经验设计方法得到的结果准确且全面。本文是结合某国家级项目的子课题《燃烧室过渡段优化设计》的研究展开的，其目的是在保证燃气轮机燃烧室过渡段振动特性的条件下，对过渡段进行优化设计。本文主要从两个方面对过渡段进行优化设计，一是对过渡段进行流场和热场的耦合分析，从流体动力学的角度分析得出冷却孔的合理布局；二是对过渡段进行模态分析，在保证其基频的情况下，再对其进行壁厚的尺寸优化得出最小壁厚。研究内容主要有以下几个方面：（1）建立燃烧室过渡段的物理模型和数学模型。其中物理模型运用的是标准模型，数学模型的离散运用了SIMPLE算法；（2）根据已有资料，运用CATIA软件中的表面曲面拟合功能建立了过渡段的几何模型，利用ICEM软件对其简化模型进行几何清理和网格划分；运用FLUENT软件中的SIMPLE迭代算法进行流场和温度场等多场耦合分析；（3）对过渡段流场和热场的耦合分析结果进行分析，并结合流体动力学得到满足设计要求的另外两种优化方案；（4）利用Hypermesh软件对过渡段简化模型进行几何清理和网格划分，建立其有限元模型，并用Optistruct软件中的Lnaczos方法对过渡段进行模态分析。再利用Optistruct软件对过渡段导流衬的壁厚进行尺寸优化分析，得到三种打孔方案的合理壁厚值。结合前面得到的三种打孔方案，得到过渡段的优化设计方案。