DDG1000是著名的美国朱姆沃尔特驱逐舰,船长为600英尺,型宽为80.7英尺,设计吃水为27.6英尺,航速为30节,军舰的快速性和耐波性是其生命力和战斗力的表现,为了提升DDG1000的水动力性能,首先把穿浪艏改为垂直艏并添加了球鼻艏,具有改善船舶快速性和耐波性的效果。在此基础上,对改进后的DDG1000按照缩尺比1:70进行船体参数化建模,进行船型优化和安装组合附体,进一步改善船舶的快速性和耐波性性能。具体工作内容如下:首先,根据船型特征参数和特征参数曲线对船体阻力性能的影响,利用CAESES软件建立完全参数化船体模型,并用FINE/Marine软件进行水动力性能计算,并与试验结果进行比较,验证了数值模拟结果的可靠性。其次,对船型进行优化时为了提高寻优搜索的精度和速度,提出了组合优化策略,并比较两种组合优化算法的优缺点。以设计航速2.02m/s下的总阻力为优化目标,约束条件为船体的排水量保持不变。利用两种组合优化算法进行船型优化,在生成船体模型个数相同的基础上,计算消耗时间相差不多,生成的船体模型阻力第一组最优,其中第二组优化算法阻力值结果集中趋于某一个值,陷入局部最优解中,第一组Sobol算法和NSGA—II算法组合,比第二组Sobol算法和Tangent Search Method算法组合具有较大优势。船型优化后比优化前的总阻力减少14.89%,摩擦阻力减少0.43%,剩余阻力减少36.9%。在规则波条件下,优化后的波浪增阻减少,船体的升沉与纵摇也得到改善,在一定的波长范围内,船体的升沉与纵摇改善效果明显,优化后的船型在规则波条件下运动响应得到改善,则不需要继续进行优化。船型优化后球鼻艏发生了显著变化,球鼻艏变为抬艏型球鼻艏,球鼻艏的长度和宽度变化,小于球鼻艏高度变化对船体阻力的影响。然后,在优化后船型的基础上,把抬艏型球鼻艏变为鸭舌型球鼻艏,选用第一组Sobol算法和NSGA—II算法组合进行鸭舌型球鼻艏的优化,在对鸭舌型球鼻艏进行优化时,鸭舌型球鼻艏形式与船型优化后的球鼻艏差别较大,无法满足与优化后的船型排水量保持一致,因此,进行鸭舌型球鼻艏优化时,以设计航速2.02m/s时单位排水量阻力为优化目标,约束条件为船舶总长变化量小于3%,并把优化前和优化后的船体阻力转换成单位排水量阻力,与鸭舌型球鼻艏船体阻力进行对比。添加鸭舌型球鼻艏后,在速度为2.02m/s时,单位排水量总阻力为0.251,比优化前单位排水量总阻力增加5.5%,比优化后增加24.3%;在速度为1.77m/s时,单位排水量总阻力为0.183,比优化前减少2.7%,比优化后增加9.6%。船型优化后添加鸭舌型球鼻艏阻力增加,说明此船型不适合添加鸭舌型球鼻艏。最终,在优化后船型的基础上,首先添加尾压浪板,利用第一组Sobol算法和NSGA—II算法组合进行尾压浪板的优化,以设计航速2.02m/s下的总阻力为优化目标,约束条件为不超过排水量的2%,把尾压浪板的长度、厚度与安装角度作为设计变量,进行尾压浪板的优化,当尾压浪板长度为0.0354m时,厚度为0.006m时,安装角度为-6.875°时总阻力最小。安装尾压浪板后总阻力比优化前减少16.99%,比优化后减少2.5%,摩擦阻力比优化后减少0.14%,剩余阻力减少8.1%。表明尾压浪板可以改善尾部流场,通过减少粘压阻力从而减少剩余阻力,安装尾压浪板对摩擦阻力几乎没有影响。在船体安装尾压浪板的基础上,在船艏部位安装水翼和在球鼻艏上安装三角形侧鳍,选用相同的优化算法进行优化,以设计航速2.02m/s下的总阻力为优化目标,约束条件为不超过排水量的3.5%,结果表明安装完水翼和三角形侧鳍后引起船体总阻力的增加,并不能改善船体阻力。在规则波条件下,安装尾压浪板、鳍与水翼附体后,波浪增阻增大,当λ/L超过0.9时,波浪增阻小于优化后,安装附体后船体的升沉与纵摇得到改善,在一定波长范围内,船体安装尾压浪板、鳍与水翼附体后在规则波条件水动力性能得到改善。