螺旋桨性能是设计与使用中的重要参数，其影响因素很多，研究这些因素对螺旋桨性能的影响是螺旋桨优化设计的重要前提。论文基于试验设计提出螺旋桨性能影响因素分析的一般方法，该方法利用试验设计获得因素样本，以数值计算为手段，可系统客观地分析因素对螺旋桨性能的影响规律，在此基础上对螺旋桨进行优化。　　论文首先基于试验设计提出螺旋桨二维翼型水动性能影响因素的一般分析方法。该方法将试验设计获得的翼型影响因素样本点作为输入，进行翼型空间数据变换，并结合CADCAE技术建立、计算翼型水动性能模型，通过具体的实例分析厚度、雷诺数和攻角对翼型水动性能的影响，将数值计算与实验数据进行比较，验证了数值计算的正确性，保证了影响因素分析结果的合理性。数值试验发现攻角对翼型升力系数、阻力系数的影响最明显，但是对升阻比的影响因素攻角的二次项、与厚度的交互项比攻角更明显。　　其次，结合螺旋桨的几何特征和数值分析的特性，提出敞水性能影响因素的分析方法。该方法利用试验设计获得螺旋桨敞水性能影响因素样本点，并进行剖面和三维坐标点的计算，在此基础上，通过建立螺旋桨敞水性能计算模型和流场仿真计算获得各因素对敞水性能的影响规律。然后通过具体实例，在Isight平台上集成敞水性能影响因素分析方法，分析拱度、弦长、纵倾角和螺距对敞水性能的影响规律。通过将螺旋桨敞水性能的数值分析结果与实验数据对比结果验证了数值计算的准确性，保证了分析方法结果的合理性。数值试验发现一次项因素中对螺旋桨敞水效率影响最显著的是螺距，弦长、拱度和纵倾角次之，同时存在因素间的耦合影响。　　基于以上研究结果对螺旋桨敞水性能进行优化，由于敞水性能数值计算时间长及寻优过程庞大的重复计算次数，提出对敞水性能建立关于影响因素的近似模型进行优化。选择响应面RSM近似模型，以敞水效率和剖面最小压力系数最大为目标函数，以推力不小于原桨、影响因素的研究范围等为约束条件，利用归一化和非归一化方法的求解策略进行敞水性能的优化。DTMB4119计算结果表明敞水效率提高了1.73％，压力系数提高了7.75％，此外，比较静力学性能发现优化桨的最大位移较原浆变小，验证了优化策略的可行性。