La característica de exploración global del modelo sustituto lo convierte en un útil intermediario para la optimización del diseño. La precisión del modelo sustituto está estrechamente relacionada con la eficiencia de la búsqueda de óptimos. El enfoque de cokriging descrito en los estudios actuales puede mejorar significativamente la precisión del modelo sustituto y reducir el tiempo de respuesta dedicado al proceso de modelado. En comparación con el método de Kriging universal, el método de cokriging interpola no solo los datos de muestreo, sino también sus derivadas asociadas. Sin embargo, las derivadas, especialmente las de alto orden, son demasiado costosas computacionalmente para ser fácilmente asequibles, lo que forma un cuello de botella para la aplicación de métodos mejorados con derivadas. Basándose en el análisis de sensibilidad de las ecuaciones de Navier-Stokes, el estudio actual presenta un método de bajo costo para calcular las derivadas de alto orden, lo que hace que el modelado de cokriging mejorado con derivadas de alto orden sea prácticamente alcanzable. Para una ilustración metodológica, se proponen las derivadas de segundo orden del modelo de regresión y los modelos de correlación. Se desarrolló y probó una herramienta de optimización basada en un modelo de cokriging mejorado con derivadas de segundo orden en el diseño óptimo de un ventilador de refrigeración de motor automotriz. Este enfoque mejora la eficiencia del diseño óptimo moderno y propone una dirección novedosa para los problemas de optimización a gran escala.