在如今的飞机设计领域，发展一种稳健、灵活的几何建模参数化方法成为核心的课题之一。传统的翼型参数化方法通过解析多项式方程或样条差值的方法来定义气动外形。这些参数化方法（比如Hickes-Henne法、CST法、B样条法等）已经在计算机辅助设计（Computer-Aided Design，CAD）领域得到了广泛的应用。但是，现有的参数化方法各自都存在缺点，比如参数过多、参数不包含气动特征信息、可能产生非翼型形状的外形、参数范围不具有一般性等等。因此，本文针对现有参数化方法所存在的不同问题，提出了一种新型的自然约束混合翼型参数化方法。该方法具有能够采用少量的参数生成高质量的翼型外形，控制点之间互相约束，避免产生非翼型外形、使用无量纲化的极坐标定义控制点位置，使得参数范围具有一般性等优点。　　为了证明该翼型参数化方法在翼型气动设计方面的有效性，本文以典型的窄体民用飞机气动设计为背景，针对超临界翼型，在固定翼型升力系数的前提下，优化最小阻力系数，约束条件为满足特定的翼型俯仰力矩以及翼型最大厚度，并且分别采用分步优化和一步优化两种优化策略进行稳健全局寻优，结果发现该翼型参数化方法在翼型初始设计阶段，能够迅速高效地找到全局最优外形，为设计者提供进一步优化翼型外形的依据。　　另外一方面，对于传统的优化设计流程，设计者难以得到参数之间的关联关系，参数与响应值之间的关系等更实时和全面的信息。因此，需要研究高维度气动优化问题的可视化方法。根据样本数据，对设计参数之间、以及其和响应函数之间的关系进行分析，将参数设计空间以及响应面的分布情况，通过复合的可视化方法协助设计者在优化过程中更好地控制参数范围，有效减少耗时的工程模拟分析计算次数，提高优化效率。　　本文结合样本数据和响应面模型，利用MATLAB提供的基础数据分析与显示功能，发展了一种模块化的、复合及动态的可视化方法及工具，该方法可以系统、灵活地展示高维参数空间，多维响应函数空间，以及两者之间的关联关系。在测试函数和翼型气动优化问题上的应用表明该可视化方法有助于提高高维问题的优化效率和质量。