Metode Optimisasi Spiral yang dikembangkan Kenichi Tamura dan Keiichiro Yasuda pada tahun 2011 merupakan salah satu metode metaheuristik yang digunakan untuk menyelesaikan masalah optimisasi. Metode ini dapat menghampiri solusi optimum global dan tidak mudah terjebak pada solusi lokal. Parameter yang digunakan dalam algoritma optimisasi spiral, r, θ, k_max, m, mempengaruhi kinerja dari metode dan biasanya ditentukan secara trial dan error. Oleh sebab itu dilakukan pengaturan penentuan parameter r menggunakan analisis kestabilan dari model optimisasi spiral sehingga dapat mereduksi penentuan parameter secara trial dan error. Metode optimisasi spiral dapat pula digunakan untuk menyelesaikan sistem persamaan nonlinear, dengan mengubahnya menjadi masalah optimisasi. Pada tesis ini akan dilakukan penyelesaian secara numerik pada persamaan Pell, persamaan eksponensial Diophantine dan sistem persamaan Diophantine yang solusinya berupa bilangan bulat dengan terlebih dahulu memodifikasi algoritma optimisasi spiral. Penggunaan teknik Clustering dan barisan Sobol akan ditambahkan pada algoritma optimisasi spiral untuk mendapatkan seluruh solusi permasalahan dalam satu kali eksekusi.