本文的研究对象是大连造船新厂建造的30万吨油轮的制冷系统的设计和优化。从制冷系统的负荷计算，设备的选型到温度场和流速场的计算，其中重点是为蒸发器制冷剂侧和空气侧参数建立稳态和动态数学模型，对整个冷库的库体空间进行温度场和流速场的分析计算。本文用有限元分析的方法对实体进行计算，指出实船蒸发器布置的不足之处，提出相应的措施，并与原来的系统进行比较。 本文继承了前人的制冷系统的传统设计思路，在对温度场和流速场的计算时采用了当今较为先进的有限元计算软件ANSYS6.1，主要内容如下： 1)根据众多的参考文献资料，分析了最优化理论，并对现有的有限元分析软件进行了介绍。 2)根据传统理论建立了蒸发器的数学模型，包括冷剂侧和空气侧的数学模型、微元的选取；冷库冷负荷的计算和确定；隔热材料合理厚度的选择；蒸发器工作面积的确定；以及其他制冷元件的匹配理论。 3)本文本着保护环境和经济效益相结合的目的，对冷剂的选择进行了详细的叙述，并对环保型冷剂R507的热力学性质和理化性质进行了论述。 4)文章对ANSYS6.1进行了较为系统和详细的介绍，指出了应用这个软件分析的理论和实际依据。 5)针对冷库实例进行计算。 6)提出合理化修改措施。