本文以串置翼布局炮射无人机为研究背景,针对低雷诺数下串置翼布局气动特性采用计算流体力学方法进行了数值模拟,对影响串置翼布局气动特性的前后翼水平相对距离、垂直相对距离、翼差角,展长差共4个设计变量进行了分析;以R-90炮射无人机为原型,固定前后翼翼差角,在小攻角范围内对二维串置翼布局进行单点和多点气动优化设计。本文主要研究内容如下:(1)对E387翼型建立二维计算模型并进行流场分析,将数值结果与UIUC的风洞试验数据进行对比,选择并验证了适合于低雷诺数问题研究的数值方法;选取NACA0012翼型,建立三维计算模型并与实验数据进行对比,验证数值方法对含有翼尖涡干扰情况下的三维机翼绕流问题求解的有效性。结果显示,选择Transition SST湍流模型的数值算法能够较为细致的刻画低雷诺数下的翼型和机翼表面的复杂流动现象,且计算结果也有着较高的可靠性。(2)在串置翼布局几何外形和设计参数的基础上,前后翼选取相同弦长的NACA6409翼型,从二维的角度研究了串置翼气动布局中前后翼水平相对距离、垂直相对距离和翼差角3个设计变量对其气动特性的影响机理,同时对串置翼布局中前翼和后翼间的气动干扰本质进行了分析;从三维的角度对串置翼前后翼展长差的影响机理进行了分析,并给出了相应的适用范围。(3)简单介绍了基于代理模型的气动优化方法,并以ISIGHT软件为平台,搭建了集成ICEM-CFD,FLUENT,MATLAB和自编脚本的气动优化平台,以使整个优化过程自动化进行。(4)从翼型的单点和多点气动优化的思想入手,结合串置翼布局的气动特点,提出以来流攻角为设计点的串置翼布局单点和多点优化思想,以R-90炮射无人机为原型,在固定翼差角的情况下,运用基于Kriging代理模型的优化方法,结合多岛遗传算法,以后翼阻力系数最小为目标,对二维串置翼布局在不同设计攻角域下进行单点和多点气动优化,并比较了单点和多点气动优化的结果。