在水下航行器的设计过程中,型线设计是重要内容之一,其结果对水下航行器在水中航行时的阻力、能耗有着极其重要的影响。传统上,水下航行器型线设计一般采用串行单学科设计方法,该方法对水下航行器的各项性能（学科）逐一进行设计。这种设计方法人为地分离了不同学科之间的耦合关系,忽略了不同学科之间的相互影响,并且容易导致优化过程中整体最优值的丧失。而且,该方法耗时长、成本高。本文探讨和研究了多学科设计优化在水下航行器型线优化设计中的应用。主要内容包括:（1）阐述了项目的研究背景及意义:介绍了目前国内外在水下航行器型线设计优化方面的研究进展及最新成果。针对其设计特点,说明传统对水下航行器设计优化方法的不足之处,且将多学科设计优化方法应用到设计优化中的可行性。（2）介绍了多学科设计优化方法之一—广义协同优化方法的基本原理、建模方法和步骤,对标准CO方法中由于一致性约束所带来的缺陷提出一种动态松弛因子的改进措施方法,并提出了一种新的组合优化策略,将自适应模拟退火算法与修正可行方向法相结合,采用自适应模拟退火法来确保全局最优解,修正可行方向法用于保证算法的快速收敛。结合齿轮减速器优化问题和一个二阶耦合实例对所提出的组合优化策略进行有效性验证。（3）通过Creo构建水下航行器SUBOFF主艇体的三维模型,并在大型商业软件ANSYS中的fluent模块进行直航数值仿真,利用计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）技术,构建数值模拟水池试验,从数值仿真结果与试验数据对比中可以验证本文中所构建的数值模拟水池、选择的网格划分方法和数值计算方法的有效性。（4）利用试验设计方法（Design of Experiments,DOE）,采用全因子试验方法选取样本点,将径向基神经网络模型作为近似模型的构建方法,并将本文中所构建的近似模型保存到Isight中的library中,在进行优化应用时直接调用该近似模型。近似模型的引入使得设计系统变得简单高效同时又能满足工程精度的要求,解决了水下航行器型线设计过程中效率与精度的矛盾。（5）利用Isight作为优化平台,建立了水下航行器的两个子学科（阻力与能耗）的广义协同优化框架。将水下航行器三维建模、网格划分、数值模拟等一系列过程集成起来,构成一个自动设计-分析-计算-优化于一体的集成平台。得出了水下航行器型线的优化结果并与原始型线进行对比。