海洋作为地球大陆的重要组成部分,其中蕴含了大量的稀有资源。国与国之间日益增加的海洋资源竞争成了当代的资源竞争重点,而在各种资源探测设备中,水下滑翔机成为脱颖而出的海洋侦测设备。水下滑翔机是一种具有较低功耗,可以长时间航行和工作范围广度较大等优秀特点的水下机器人。本文的主要工作是针对水下滑翔机进行概念设计,通过对水下滑翔机的原理进行分析,得到滑翔下的主要功能需求其主要功能器件,在此基础上,完成概念设计。接下来介绍本文所采用的水下滑翔机优化方法,通过对传统优化算法的改进,结合遗传算法完成了水下滑翔机的外形优化。本文重点针对水下滑翔机在上浮和下潜中的水动力性能进行数值计算和分析,详细对比外形优化前后的性能变化。最后针对优化外形进行模型实验来验证数据的准确性。主要研究成果如下:（1）分析了水下滑翔机在水下进行稳态滑翔的运动机理,完成了水下滑翔机的概念性设计。通过分析三种传统的水下滑翔机的大体外形的优缺点,在此基础基于对升阻比性能的考虑,选择了现在比较领先的翼身融合布局方式。在此基础上,根据设计理念对内部构件进行了初步的选型和分析,并针对部件进行了初步的放置和静力学稳定分析,完成了对整体进行概念上的设计。（2）对水下滑翔机的优化方法进行了研究。基于改进的Hicks-henne优化算法进行水下滑翔机水翼的优化和改进,针对水下滑翔机的平面形状采用贝塞尔曲线进行平滑链接,针对展向厚度采用参数化的方式控制外形,在这些基础上对水下滑翔机外形参数进行描述。结合第二代遗传算法,并基于升阻比性能的考虑,对水下滑翔机的外形进行了优化。（3）对优化前后外形的水动力性能进行详细对比。首先针对水下滑翔机的定常滑翔状态进行受力分析,基于CFD软件建立滑翔机的数值计算模型,对优化前后的外形进行水动力性能计算。根据大量的工况下的数据,获得了优化前后水下滑翔机的升阻特性,得到了优化后外形的升阻比相比于基础外形的升阻比提高了14%。（4）完成了水下滑翔机的实物实验。针对优化外形的水动力性能,进行了基于循环水池实验水域的数值模拟。在此基础上设计了合理的实验工况,完成了滑翔机的实物实验,通过数据的对比和分析,验证了数值计算的准确性。