对于具有丰富层级特性的一类复杂结构,完全基于整体分析的结构拓扑优化设计会使整个优化问题呈现出极大的求解难度,数值优化难以实施。为此,基于分层次优化设计的思想并结合当今计算机硬件的发展趋势,针对复杂工程结构的优化问题,本文提出了一种基于超单元和多核并行的多层次拓扑优化策略,将进行拓扑优化之后的低层次局部构件处理作超单元进入到高层次结构,进而进行考虑结构宏观性能的分析优化,优化过程中实现了不同层次结构优化信息的相互传递。本文最后通过对机翼这种典型复杂结构的优化设计,验证了所提出的设计方法的可行性及有效性。