本文改进和发展了近年来出现的一种基于克里金(Kriging)模型的EGO(Efficient GlobalOptimization)全局优化算法，并利用其探索了激波控制鼓包(Shock control bump，简称鼓包)这一近年来出现的激波控制装置在跨音速层流直机翼和小后掠角机翼上的减阻优化问题。EGO全局优化算法具有自动平衡局部搜索和全局搜索的优化机制，适合于处理设计参数较少但函数计算耗时长的优化问题，例如基于计算流体力学的气动外形优化。鼓包通过改变机翼表面当地几何曲率将正激波减弱为等熵压缩波或入激波，能够降低波阻、推迟阻力发散马赫数并减弱流动分离，在未来民用运输机的设计中具有重要的应用前景。　　 为提高EGO全局优化算法求解气动外形优化问题时的鲁棒性，在经典EGO全局优化算法的基础上提出了一种实用EGO全局优化算法框架；针对经典EGO全局优化算法不能并行取点的缺点，对克里金信任法、常数取代法和罚点法这三种启发式并行策略进行了比较研究，发现罚点法效率最高；针对元启发式训练算法中存在的随机性问题，提出采用低频序列法对训练问题进行求解，比较研究发现低频序列法中的Faure序列最优；鉴于当前多目标EGO全局优化算法中的多目标改善期望函数过于复杂和费时，提出了一种计算公式简单的启发式多目标改善期望函数，比较研究表明该多目标改善期望函数平均性能最优；为提高传统加权多点设计方法的计算效率，提出了一种联合控制变量和环境变量构造单一克里金模型的多点EGO全局优化算法，比较研究表明该算法能够在设计点个数较多的情况下显著减少采样函数的总个数。　　 利用EGO全局优化算法探索了自然层流直机翼上鼓包设计参数空间的整体特性，并对鼓包长度、三维鼓包展向设计参数、来流马赫数和转捩点位置对鼓包减阻效果的影响进行了研究，发现鼓包顶点位置和高度对阻力系数最敏感，三维鼓包的展向设计参数则对阻力系数不敏感，而鼓包长度和鼓包相对展长越长越有利于减阻，优化鼓包的高度随马赫数增高而增高，并且优化鼓包的减阻效果对转捩点位置不敏感；利用多目标EGO全局优化算法对鼓包的高速减阻和低速增升这两个目标进行了优化，发现用于高速减阻的鼓包不会对低速高升性能产生不利的影响；利用多点EGO全局优化算法对鼓包进行的多点优化设计表明可以通过调整鼓包顶点位置和高度改善鼓包在偏离设计点时的性能；对多个小后掠角机翼上的三维鼓包串进行了减阻优化研究，表明后掠角对三维鼓包串减阻效果影响微小，并且三维鼓包串具有对非控制区流场影响小的优点；对某超临界机翼前缘后掠角减少8。所带来的激波控制问题进行了研究，证实了优化的三维鼓包串具有将大后掠角机翼解锁成小后掠角机翼的潜力，从而能给自然层流机翼的设计创造出空间。