针对热式流量计在安装空间受限、上游弯头扰动导致流场畸变的工况下测量误差大的工程难题，本文基于计算流体力学（CFD）仿真与代理模型优化技术，寻找最优参数组合的整流器方案，使之在上游直管段长度仅 5D 的前提下，有效矫正流场，提升精度。研究对叶轮-蜂窝组合式整流器的 8 个关键几何参数进行拉丁超立方采样，构建样本并通过 CFD 仿真获取流场响应；采用Kriging 方法建立以截面速度均匀性（CV）为目标的代理模型，利用期望改进（EI）函数指导自适应采样，提升模型在全局和局部最优区域的预测精度并进一步寻优，在满足压损约束下获得最优解。经优化的整流器方案使 5D 截面的速度均匀性（CV）与周向均匀性（CNU）较原始方案分别提升 22.6%和 85.9%。实验表明，在 10-500 SCFM 全量程内，该整流器可将流量测量误差从无整流时的 7-10%控制到 1.5%以内，在极小安装空间要求下实现了测量精度的显著提升。