在基于梯度优化的各种方法中,控制理论求解梯度的优化方法具有求解效率高,计算结果精确等优点。它的核心思想是通过求解共轭方程,可以直接得到优化设计中目标函数对设计变量的梯度,避免了其他方法求解梯度时需要花费大量计算时间反复求解流场的缺点,适合在大量设计变量情况下进行优化,采用控制理论进行优化,其每一轮优化所需时间只相当于两倍流场求解时间,可以大大减少整个优化设计中的计算时间。论文围绕了增升装置成型技术和多段翼型优化设计,开展了以下四个方面的工作：1.发展了一种工程实际中增升装置成型的高效方法,在CATIA软件中实现了从二维多段翼型到三维增升装置气动外形的成型,模拟了三维情况下增升装置着陆构型的打开,在工程实际中有一定实用价值。2.采用嵌套网格技术对多段翼型进行数值模拟,通过GAW-1算例验证了本文方法的正确性与程序的可靠性,为多段翼型的优化设计工作奠定了基础。3.详细推导了基于Navier-Stokes方程的共轭方程及其边界条件,给出了以压力分布为目标函数的反设计梯度求解公式和以升力系数为目标函数的梯度求解公式。4.在不改变巡航构型的设计原则下,对三段翼型的后缘襟翼进行优化设计。在优化设计中,采用最速下降法为优化策略,首先通过反设计算例验证了优化程序的正确性与可靠性；然后以升力系数为目标函数,选取后缘襟翼上表面外形设计数据点、缝道参数和偏角为设计变量,进行了升力系数的优化,完成了三段翼型的最大升力系数优化设计。