菱形翼布局作为一种非常规的气动布局形式,在气动特性、结构强度特性以及操纵性上具有独特的优势。但菱形翼飞机独特的几何外形给菱形翼飞机的气动布局的设计带来了很大的挑战。文中首先将涡格法和优化方法相结合,使用气动分析软件Tonardo和优化软件modeFRONTIER构建了一个菱形翼飞机气动布局的优化设计系统。针对某种构型的菱形翼飞机,以升阻比最大为优化目标对此构型的菱形翼飞机进行优化。优化后得到了6组菱形翼飞机的气动布局,总结了菱形翼飞机各部分的展长、弦长、上反角、后掠角,根稍比与飞机气动特性之间的关系,分析这些相关性可以为菱形翼飞机的初步设计提供建议和参考。随后,运用计算流体力学软件Fluent,基于三种不同的湍流模型对DLR-F6翼身组合体模型进行数值模拟,将所得到的结果与风洞实验数据进行比较后,决定选取Realizable k-ε模型作为进行数值模拟的湍流模型。随后将DLR-F6放大至与菱形翼飞机相近的尺度,划分三种不同数量的网格,基于Realizable k-ε湍流模型对三种不同网格分布的模型进行数值模拟分析,确定合适的网格数量和网格分布。这部分数值模拟的验证工作为菱形翼飞机的数值模拟计算奠定了基础。最后,对6组菱形翼飞机的模型进行快速建模并进行三维数值模拟,综合分析各组模型在0°、5°、10°、15°迎角下的计算结果,从6组构型中选取其中一种构型作为最优的菱形翼布局,并总结了选择该构型作为最优构型的原因:在5°迎角状态下,其的升阻比可达到22.0761;在10°以及15°迎角状态下,由于前翼的上洗气流和后翼的下洗气流的相互干扰会使得菱形翼飞机的前后翼之间的流场变得复杂,而该构型前后翼之间的相对距离较大,前翼的尾流对于后翼的干扰比较小,这使得该构型在大迎角状态下拥有较好的气动特性。本文所构建的气动布局优化设计平台,不仅可以用于菱形翼飞机气动布局的优化,还可以应用于其他飞行器的初步设计以及其他相关领域。