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导弹作为飞行器的一种，其尾翼的设计的水平对其性能有重要影响。对此类翼面结构的设计涉及气动、结构、气动弹性多个领域，而以往的设计只在单一的气动或结构学科内独立优化而忽略气动弹性作用对性能参数的影响，或只考虑简单的静气动弹性影响而不考虑其动态气动弹性现象的作用。忽略这些弹性变形会影响弹翼优化设计结果的准确性，使设计的导弹弹翼在实际飞行中很难达到预期的性能。
本文主要对飞行器多学科优化的几个关键技术和导弹弹翼气动弹性现象进行研究，并在此基础上发展出一套针对弹翼气动/结构一体化设计的多学科集成设计方法。本文主要内容包括:
1.利用参数化设计语言自动进行弹翼三维建模，用N-S方程数值解法计算弹翼在给定条件下的升阻比，并同风洞实验数据进行对比，得到相对误差小于10％的结果。
2.通过引入Jameson双时间法，提出了以紧耦合方式进行基于N-S方程和结构有限元法的弹翼气动弹性的时域仿真方法，并通过对国际颤振标模的仿真验证了该方案的准确性。在此基础上应用该法实现了弹翼的颤振分析，表明考虑了弹性变形后的气动、结构分析结果同实验值更加接近。
3.采用正交表、拉丁方等实验设计方法，结合多项式响应面、Kriging模型、径向基函数神经网络等近似技术，分别拟合了弹翼优化所需的设计变量与性能参数的映射关系。综合考虑了计算成本和精度后，确定以基于神经网络的代理模型来代替高精度分析模型，参与导弹弹翼的多学科优化，从而实现了各学科的模型近似并降低了运算成本。
4.依照设计要求建立了导弹弹翼的优化数学模型，采用弹翼三维几何特征尺寸为设计变量，将考虑气动弹性计算后得到的性能参数作为数学模型的状态变量，以保证优化后结构可以在不发生颤振的情况下以最小的质量达到最大的升阻比。在此基础上，对弹翼优化模型按协同优化策略建立了系统级数学模型以及结构、气动学科相应子系统级的数学模型。对常用优化搜索算法进行了性能比较后，确定以混和优化算法进行各级的寻优以避免陷入局部极值，并使用松弛系数法改进了原协同优化框架的数值缺陷。使用代理模型代替协同优化框架的学科分析，在iSIGHT平台上实现了基于代理模型的弹翼协同优化流程。
优化结果表明，优化后的弹翼比原结构的升阻比提高了15％，质量减轻了7％，由于将避免颤振现象作为约束条件，优化后的弹翼具有更高的安全性。这种基于代理模型的气动/结构多学科优化设计符合现有学科分工，且具有一定的准确度，对设计人员有一定的参考价值。