灵巧枪弹是近年来十分热门的研究领域,具有高精度、高集成化、自寻的等特点。与传统枪弹不同,灵巧枪弹能够根据作战需求,依靠伺服机构自主改变飞行姿态,具有独特的空气动力特性。现如今,灵巧枪弹周围非常规的流动机理及复杂的气动特性尚不明确,需要深入研究。本文基于CFD数值模拟方法研究了灵巧枪弹的气动特性,并采用RBF神经网络代理模型和遗传算法对其进行外形优化设计。采用基于任意拉格朗日欧拉格式的守恒型RANS方程作为控制方程,采用SST k-ω湍流模型封闭控制方程,对流动控制方程和湍流模型进行非耦合求解。并采用并行技术、隐式残差光顺技术等加速数值计算收敛。在此基础上,建立了一种模拟枪弹流场的CFD数值模拟方法,并以5.56mm普通弹为算例验证其有效性。研究结果表明数值计算结果与实验结果基本一致,本文建立的数值方法适于模拟枪弹流场。采用建立的数值模拟方法,描述了尖头灵巧枪弹基准弹形在不同来流条件(马赫数、攻角)下的流场环境,预测了其气动特性,并分析了不同外形参数对枪弹气动特性的影响规律。研究结果表明:相对传统枪弹,灵巧枪弹具有较大的阻力与升力,纵向静稳定性也较高;随着灵巧枪弹弹尖半径增加,阻力逐渐增加,升力和俯仰力矩变化不明显;随着圆弧部半径增加,阻力逐渐增大,升力逐渐减小,静稳定性逐渐减弱;随着交界处半径的增加,阻力逐渐减小,升力逐渐减小,静稳定性逐渐减弱。考虑器件尺寸和气动特性的技术要求,设计了一种新型钝头灵巧枪弹。采用数值仿真和风洞实验的方法研究了灵巧枪弹的气动特性,并分析了弹尾外形尺寸变化对灵巧枪弹气动特性的影响规律。研究结果表明:数值仿真结果和风洞实验结果基本一致,进一步证明了数值仿真方法的有效性;随着灵巧枪弹收缩段长度增加,阻力先减小后增大、升力和俯仰力矩绝对值先基本保持不变后增大;随着交界处半径增大,阻力、升力和俯仰力矩绝对值均减小;随着弹底半径增大,阻力先增大后减小,升力和俯仰力矩绝对值先减小后增大。利用拉丁超立方采样法选取样本点,构建了基于RBF神经网络的代理模型,并通过数值计算结果验证模型的有效性,应用遗传算法进行寻优计算,在此基础上,建立了基于RBF神经网络及遗传算法的灵巧枪弹外形优化方法,得到了对弹形的单目标及多目标优化结果并与基准弹形对比分析,结果表明该模型具有较高的预测精度,单目标优化结果在某一方面远优于基准弹形,而多目标优化结果在各方面均优于基准弹形。