El sistema de gestión térmica (TMS) para el combustible de aeronaves es un componente crítico de los TMS integrados en las aeronaves. Como tal, su diseño óptimo es necesario para garantizar la finalización eficiente de las misiones de vuelo. Este estudio presenta la construcción de un modelo de simulación numérica para el TMS de combustible, con el objetivo de minimizar el flujo de retorno de combustible. Se realizó un análisis de sensibilidad utilizando análisis de varianza. Se utilizó un algoritmo genético para la optimización de la construcción del modelo, teniendo en cuenta la estructura geométrica del sistema y los parámetros de rendimiento, que incluyen la longitud de la tubería, la eficiencia del intercambiador de calor aire-combustible y la tasa de flujo volumétrico del aire en el subsistema de enfriamiento por aire, como variables de diseño. La solución de optimización para las variables de diseño del sistema produjo un esquema de diseño con la mayor eficiencia de trabajo para el TMS de combustible. En este documento, se adopta el algoritmo genético en el software AMEsim, que también puede optimizar eficazmente los parámetros de diseño y alcanzar el objetivo de optimización. En comparación con la estructura original del TMS, la capacidad de disipación de calor del TMS de combustible se mejoró y se redujo el flujo de retorno de combustible en un 67.4% después de la optimización de los parámetros de la estructura del sistema.