随着人类开发海洋的步伐加快,水下滑翔机由于低功耗、长航程和可搭载多种探测设备的优点受到广泛的关注。喷水推进型水下滑翔机结合传统水下滑翔机长航程和自主航行器高机动性的优势,具有多种工作模式,能胜任不同环境下的海洋探测任务,具有广阔的市场应用前景。对喷水推进型水下滑翔机进行主体外形优化和运动性能分析具有十分重要的意义。基于NSGA-II算法,对水下滑翔机主体外形进行多目标协同优化。准确的水动力性能计算和动力学建模,为喷水推进型水下滑翔机的性能分析提供了理论支撑。对运动仿真和湖泊试验结果进行分析,为系统结构和控制算法的改进提供数据支撑。本文研究工作包括:1.建立喷水推进型水下滑翔机的主体外形阻力模型和壳体表面压力系数模型,基于NSGA-II算法完成喷水推进型水下滑翔机的主体外形优化。对比优化外形、Spray外形、MIGA算法优化外形和原始外形的阻力和表面压力分布,验证了优化结果的有效性。2.对比原始外形的水池试验和仿真结果,验证了数值仿真方法的准确性。通过仿真喷水推进型水下滑翔机的典型工况,完成位置力和力矩系数计算。基于理论推导,完成附加质量系数和旋转阻尼力系数的计算。3.基于多体系统动力学和动量与动量矩理论,建立了喷水推进型水下滑翔机的喷泵推力模型、重力和浮力模型、浮力调节模型和质心调节模型,完成了喷水推进型水下滑翔机的运动学和动力学建模。利用加工的喷水推进泵模型,完成了喷水推进泵的性能试验。4.基于动力学模型和水动力数据,验证了喷水推进型水下滑翔机具有垂直面和水平面直线自动稳定性。对喷水推进型水下滑翔机进行定常滑翔运动、定常螺旋运动和定深推进运动仿真,预报了三种工况下的运动参数。对喷水推进型水下滑翔机湖泊试验结果进行分析,试验结果验证了动力学模型和水动力数据的准确性。