水下航行器作为实现海洋资源勘探、海上信息调查、水下侦查甚至是远洋水域作战等的重要海洋结构物，无论在民用还是军用上，都扮演着重要的角色，由于特殊需求，其隐声性能至为重要。随着声呐探测技术的发展，对水下航行器结构的声学性能要求越来越高。因此，水下航行器振动声辐射/声散射特性分析及其声学优化设计具有重要的理论价值和工程意义。
　　本文以水下航行器声学性能分析与优化设计为目标，基于有限元(FEM)与无限元(IFEM)耦合方法以及商业有限元软件ABAQUS二次开发技术，分别开展了水下航行器艉部结构振动声辐射，以及无附体结构声散射特性分析研究，并以圆锥壳和双球冠壳体结构为对象，结合ABAQUS软件和ISIGHT优化软件，运用混合优化算法分别实现了声辐射和声散射的优化设计。全文主要研究思路如下：
　　从无限域中声学分析与优化问题出发，首先介绍了有限元和无限元耦合方法、基于PYTHON语言的ABAQUS二次开发技术以及优化相关理论，为外场声学分析与优化研究奠定基础；之后以锥壳结构为对象，开展了水下航行器典型艉部结构振动声辐射特性研究，这部分首先基于ABAQUS中的PYTHON语言实现圆锥壳振声分析问题的程序设计，实现了结构中纵筋、环肋、半锥角、壳体厚度等结构形式及材料属性的参数化分析，得到了它们对于振声特性的影响规律，此外还研究了复合材料对艉部振声特性的影响，包括典型板架结构振动声辐射的数值分析和试验分析，以及复合材料艉部结构的振声特性分析。
　　另外，以球-柱-锥壳组合结构为对象，开展了水下航行器典型无附体结构的声散射特性分析。工作包括，基于ABAQUS二次开发技术实现对球-柱-锥壳无附体结构声散射计算分析问题程序化，在此基础上，对比分析了刚性和弹性、有无吸声层无附体结构的声散射特性，然后分析了采用不同铺层角复合材料结构下，无附体结构的声散射特性变化规律。
　　基于上述典型结构的声辐射和声散射特性分析，论文最后以加筋圆锥壳和双球冠柱壳结构为研究对象，分别以声辐射远场场点声压以及远场声目标强度为优化目标，结合ABAQUS和ISIGHT优化软件，运用混合优化算法分别开展了加筋圆锥壳声辐射与双球冠柱壳声散射优化设计研究，得到的结论可为新型水下航行器隐声性能提升提供一定的借鉴和帮助。