三维管道路径规划问题与是三维欧氏最短距离问题和机器人路径规划问题，在很大程度上依赖人的经验和指导，并伴随大量的人机交互过程。　　 通过对人的形象思维的模拟，本文首先提出了一种改进了的可见图方法，以解决三维工作空间中具有凸多面体障物碍的欧氏最短路径问题。改进的可见图方法是基于对人的智能行为模式的模拟，通过增加新的规则，从二维空间拓展到三维空间中，从而仅生成较可能成为最短路径的候选顶点序列和棱序列，进而通过局部优化算法在每条棱序列上得到局部最优路径，并从中选取全局最短路径。与传统可见图方法不同，本方法增加的规则将三维棱序列生成问题的两大问题解耦了。这两大问题分别是：确定最短路径可能经过的棱序列和确定最短路径经过的棱序列上的每根棱的转折点。　　 其次，本文提出了一种伪三维管道路径规划方法，该算法通过将三维空间在二维曲面上投影，并对布管空间依据机匣面分层划分，将三维管道路径规划问题简化成分层排布的二维曲面凸包绕障管道路径规划问题。该方法的应用效果通过无障碍布管仿真和有障碍布管仿真予以了验证。　　 再次，本文提出了基于改进的可见图方法的三维管道路径规划方法，该方法模拟了人在管道排布过程中的智能行为。与伪三维管道路径规划方法一样，该方法首先将各种约束条件(物理约束和虚拟约束)统一用可行工作空间进行表示，从而用图形的方式模拟了人的经验和知识，用以识别管道排布的整体规划要求和全局信息。该方法进而应用了改进的可见图方法。在满足约束条件的可行工作空间中规划出每条管道的最短路径。该方法应用于一个近似真实的航空发动机UG模型，得到了令人满意的仿真结果，体现了该方法的可行性和高效性，进而证明了模仿人的形象思维和智能行为在解决工程问题中的作用和意义。　　 最后，本文还提出了一种航空发动机管道设计与仿真平台。该平台架构可以全面考虑管道系统设计和分析的各种因素，并实现建模、设计、分析及其数据交互一体化。该平台架构主要由管道设计模块和管道仿真模块组成。其中管道设计模块集成了前文提出的伪三维管道路径规划方法和基于改进可见图的三维管道路径规划方法，用以完成航空发动机管道的设计工作。在管道仿真模块中重点详细介绍了基于流固耦合的管道仿真分析方法，并通过应用六微分方程流固耦合模型，对直管和弯管在各种冲击工况下的进行瞬态分析仿真，校核了设计模块得到的布管结果，并提出了修改方法。