Las pobres características dinámicas de la válvula de balance de flujo utilizada en el sistema HVAC de un barco son las principales razones del desequilibrio hidráulico y el alto consumo de energía del sistema. Se ha diseñado una nueva estructura de válvula de balance de flujo dinámica ajustable, que está compuesta por un regulador de presión autooperado y una válvula de bola en V eléctrica en serie. Cuando la válvula de bola en V está completamente abierta en el nivel de flujo de 20 t/h, las características dinámicas de la válvula de balance de flujo no pueden cumplir con los requisitos. Se propone un nuevo método de co-simulación que combina MATLAB/Simulink y la malla dinámica UDF para estudiar las características dinámicas de una válvula de balance de flujo con un caudal de 20 t/h bajo diferentes interferencias de señal de paso de caída de presión. Cuando el cálculo de cada micro-elemento converge en el tiempo, los parámetros de movimiento del núcleo de la válvula, las condiciones de frontera de presión, la fuerza del medio axial del núcleo de la válvula y el flujo de salida de la válvula se transmiten de manera interactiva en los dos entornos de simulación. La discrepancia entre los resultados de co-simulación y los resultados de prueba es inferior al 5%, lo que verifica la precisión del modelo de co-simulación. Enfocándose en la condición de trabajo de características dinámicas más severas donde la caída de presión se incrementa de 30 a 300 kPa, se analiza la influencia de diferentes parámetros estructurales en las características dinámicas de la válvula de balance. Un nuevo modelo sustituto que combina RSM y RBF con el método de co-simulación mejora la eficiencia de optimización y la precisión de ajuste. Para mejorar la convergencia del algoritmo tradicional NSGA-II, se optimizan los parámetros estructurales clave combinando el algoritmo NSGA-II y SDR. Los resultados de las pruebas muestran que las características dinámicas de la válvula optimizada han mejorado, la discrepancia entre el caudal estabilizado y 20 t/h no excede el 4.5%, y el flujo es relativamente constante. Por lo tanto, el método de co-simulación y optimización propuesto puede aplicarse a la predicción de características dinámicas de válvulas autooperadas, como las válvulas de balance de flujo dinámico, para proporcionar orientación en el desarrollo de válvulas autooperadas de alta precisión.