煮糖结晶罐是一个相对真空密闭的对流换热设备,罐内良好的对流循环条件和对流传热效率是提高煮糖效率、降低生产能耗的关键。目前,结晶罐的几何参数和煮糖工艺操作参数基本依据经验设定,参数与参数之间的耦合关系以及各参数对煮炼性能的作用效果不明晰。为了充分研究和优化结晶罐的物理结构参数和操作参数达到改善罐内对流循环和对流传热效率,提高罐体性能减少能量损耗的目的,本文以煮糖过程CFD模型研究为基础,结合参数化模拟实验方法和PSO-SVR数据驱动建模方法回归获得熵产与压降两个目标函数,通过NSGA-Ⅱ求解多目标优化问题回到研究出发点解决参数优化问题。具体的研究内容包括:（1）根据煮糖结晶罐内部流体特性及糖膏化验数据,在考虑相间曳力系数的基础上,以质量守恒、能量守恒和动量守恒方程为基础,构建蔗糖煮炼过程气-液两相流模型,实现熵产和压降两项性能指标的可靠预测。（2）研究CFD参数化模拟实验方法,以气鼓加热管高度、气鼓加热管直径、气鼓下挡板高度、辅助蒸汽入口直径以及糖膏出入口直径共5个几何参数和罐内初始绝对压力、罐内初始温度、气鼓温度以及辅助蒸汽入口速度共4个操作参数为参数化变量,通过随机采样模拟实验的方式获得参数化变量与熵产和压降两项性能指标的数据样本集,基于PCA主成分分析法实现输入量样本集的降维。（3）以降维后的样本集为基础,研究PSO-SVR数据驱动回归模型的构建方法,实现煮糖结晶罐熵产与压降的回归预测。以RMSE、MAE、MRE、SSE以及R2为性能指标,通过与同等条件下广义线性模型、深度学习模型、决策树、随机森林以及梯度提升树构建的回归模型对比,验证了 PSO-SVR算法的有效性和优越性。（4）以物理结构参数和操作参数为决策变量,构建熵产和压降最小化的多目标优化模型,通过NSGA-Ⅱ求解获得Pareto前沿,并基于TOPSIS方法决策出煮糖过程多目标优化问题的最终最优解。优化后的设计变量在同等条件的CFD数值分析条件下,与优化前相比熵产降低9.73%,压降损失减少11.36%,达到改善对流和传热减少非必要能量损耗的优化设计目的。