水下航行器外形设计的主要目标是航行器外形具有优良的流体动力性能，本文采用低阻低噪主体外形优化设计方法来进行航行器流体动力外形设计。主要研究内容和成果如下： 对航行器绕流流场进行分析，深入研究了阻力和流噪声产生机理，建立了阻力系数和自噪声的评估数值计算模型；采用物面分布源汇法和边界层动量积分法对绕流流场的流体动力参数进行计算，改进了转捩区长度和边界层位移厚度的计算，应用于航行器头部驻点自噪声的计算；最后设计了阻力系数和自噪声数值计算程序模块。 建立了航行器主体外形低阻低噪综合优化设计模型。对阻力和自噪声的多目标优化问题，首先将各目标函数无量纲化、归一化，然后采用加权的方法转化为单一目标函数进行求解。结合遗传算法，采用惩罚函数法对约束条件进行处理，设计了实数编码的模拟退火惩罚函数法优化程序模块。 以流场数值计算模块和优化程序模块开发了低阻低噪的外形优化设计程序，对航行器主体外形实现了低阻、低噪和低阻低噪的综合优化设计。将低阻优化外形和半球头原始外形、理论计算结果和风洞实验结果分别进行了比较，结果证明本文航行器主体外形优化设计取得了明显的效果，也验证了航行器主体外形优化设计所采用的理论和方法是准确可靠的。