为满足国际原油贸易的需求,油船的重要作用受到广泛关注,因此展开大型油船的结构优化设计研究,对降低建造成本和提高船舶营运的经济性,具有较强的现实意义。船体结构优化问题的本质是离散域的组合优化问题,其目标函数和约束条件大都为复杂的多变量,传统优化方法很难得到最优结果。本文利用蚁群算法对大型油船中剖面进行了以减轻结构重量为目标的结构优化设计研究,主要工作包括以下几个方面：研究蚁群算法的原理及其特点和一些改进的蚁群算法,编译用于组合优化问题的蚁群算法程序。通过对一复杂函数的实例研究,阐述了蚁群算法的基本思想和计算全过程；研究共同结构规范中对船体中剖面内各构件的尺度和稳定性等方面的要求,得出了结构优化设计过程中所涉及到的约束条件；根据船舶结构优化设计变量和约束条件数目多等特点,逐级对油船中剖面结构进行优化：首先对构成船体中横剖面的主要支撑构件进行优化,建立正确优化数学模型,利用上述编译的蚁群算法程序对其进行优化。然后采用上述原理对组成船体上的基本单元——加筋板进行优化。在得到上述结论的前提下对本文选取的油船中剖面模型进行优化分析。分析表明：采用分级优化的方式能明显减少船舶结构优化设计中复杂度。蚁群算法的使用不仅缩短了优化分析的时间,而且得到了一个满意的结果,证明了蚁群算法在船舶结构优化设计中是可行的。