本发明提供一种燃烧室多流程耦合优化设计方法、装置、设备及存储介质，通过基于燃烧室的设计参数，绘制燃烧室流路；基于燃烧室流路，确定燃烧室的流量分配；基于燃料室流路和燃烧室的流量分配，构建与燃烧室优化设计目标对应的数学模型；根据预设的样本点对数学模型进行优化，以在预设的精度范围内得到头部结构设计参数的参数值和预测燃烧室排放物的预测模型。本发明通过耦合燃烧室的多个流程设计，基于燃烧室优化设计目标对应的数学模型，能够获得头部结构设计参数的最优值和预测模型，以确定燃烧室最优方案，整体上提高了设计人员的设计效率、设计精度，节约了人工成本，提升燃烧室的燃烧性能，进而提升发动机总体性能。