当轮胎发生滑水时,车辆易发生打滑、跑偏等现象,严重威胁着驾驶人员的行车安全;当车速超过70km/h时,轮胎噪声就会成为车辆的重要噪声源之一,而长期处于噪声环境中会对人的生理健康和正常生活带来影响。轮胎滑水与噪声性能间存在着某种矛盾关系,目前两性能的矛盾关系机理并不清晰,而轮胎接地特性和花纹沟内流场特性能反映出轮胎的诸多性能。因此,基于轮胎接地特性和花纹沟内流场特性研究轮胎滑水与噪声性能关系机理,提出改善轮胎滑水与噪声性能的花纹结构设计方法,对于提升行车安全和改善人居环境具有重要的意义。本文基于ANSYS workbench平台建立了185/60R15型复杂花纹形式的轮胎与路面壳体有限元模型,对其进行静态加载分析,并将仿真结果与试验数据进行比对,验证了该模型的有效性。在此基础上,建立了轮胎滑水与噪声流固耦合有限元模型,分析了网格数量对动水升力和声压的影响,结合动水压力云图、静压云图解释了轮胎滑水与噪声的发生机理,并依据滑水速度经验公式、噪声试验测试数据对轮胎滑水与噪声模型的合理性进行了验证。为获取轮胎接地特性参数,对十款轮胎进行了接地压力分布试验。运用相关分析法和主成分分析法构建了接地特性参数与轮胎滑水和噪声性能间的关系,结果表明:轮胎滑水与噪声性能间存在着矛盾关系,接地印痕第二长轴系数对两性能矛盾关系的影响最为显著。为进一步探索轮胎滑水与噪声性能关系机理,对三款带有不同花纹形式的轮胎进行了滑水与噪声的仿真分析,通过分析接地花纹沟内的流场特性,发现两性能的矛盾关系主要体现在花纹沟槽内部的压力差和速度特性上,改善流体在花纹沟槽内部流动的平稳性可以协同提升两性能。结合轮胎接地特性和流场特性所得结论,以改善流体在花纹沟槽内部流动的平稳性为设计思路,对轮胎横向花纹进行了再设计。结合最优拉丁超立方试验和Kriging近似模型,采用非支配排序遗传优化算法对胎面花纹结构进行了优化设计,并基于流体域子模型预测了优化前后的轮胎滑水与噪声性能,结果表明:通过优化轮胎胎面的横向花纹可协同提升轮胎滑水与噪声性能。