血管最优设计（arterial optimization），理学-力学-交叉力学-生物力学-心脑血管系统生物力学，血管分支分叉按照一种最优化的方式进行的规律。在主动脉到达毛细血管时，血管将进行多层次的分支、分叉。以主血管分成两根次级分血管为例，选用压力对血液所做的功和血管新陈代谢所耗的能量之和作为目标函数，可以得到血管分叉的最优几何参数（见图）：式中、、分别为主血管和两根次级分血管的半径；、为两根次级分血管与主血管的夹角。大量实验测试数据证实了上述两个公式的正确性。它也意味着心血管系统动脉树中流动剪切应力和剪切率的常值性。