翼型的性能对飞行器的气动性能具有决定性的影响，高性能翼型的研究是现代飞行器发展中的一项基础性研究。高升力、低阻力的翼型一直是翼型设计所追求的目标。本文以翼型为研究对象，给出了优化设计的数学模型。该模型首先采用B样条曲线方法分别生成翼型的压力面和吸力面曲线，以控制顶点的修改权系数为设计变量，提出优化问题。使用基于N-S方程的流场计算程序来求解流场，得到升力系数、阻力系数等气动参数，并以升阻比作为主要的优化目标函数。优化设计从一个基本翼型开始，通过修改翼型的设计参数，形成新的翼型。利用遗传算法对形成的目标函数进行优化，从而得到具有良好气动性能的翼型。 流场计算程序，采用TTM方法生成O型网格，在此基础上研究了二维定常Navier-Stokes方程的有限体积解法。在计算中，采用五步Runge-Kutta显式时间推进；引进人工耗散项以克服中心差分固有的奇偶不关联性和抑制激波附近解的振荡；应用当地时间步长、残值光顺等措施加速计算收敛；湍流模拟采用了Baldwin-Lomax代数模型。 本文对遗传算法进行研究，并对编码方法，遗传算子等进行了改进：引入了响应面方法，将遗传算法，流场计算有机的耦合到了翼型的优化设计中，大大提高了优化效率。通过算例得到了一些有价值的结论，并证明了该优化模型的可行性，高效性。为今后开展更深层次的研究奠定了基础。 此外，本文对飞行仿真进行了研究，用最小二乘方法拟合了气动力特性曲线，在此基础上利用Runge-Kutta方法建立了飞行方程的数值解算程序，并设计了可视化程序。为飞行模拟器的设计提供了有效的方法和手段。