随着北京奥运会的到来也迎来了我国帆板运动员实现金牌零的突破的绝佳契机。帆板运动作为一项涉及到气象学、水文学、海洋学、流体力学、空气动力学、体育学和材料科学等多学科边缘交叉的智能水上竞技项目,优异比赛成绩的获得除了需要运动员长期系统、科学和刻苦训练,优秀的临场技战术的发挥外,还需对帆板运动中的关键技术进行深入的科学探讨。其中最重要的是摇帆,自1992年巴塞罗那奥运会比赛规则开始允许摇帆操作以来,这项技术在比赛中得到了广泛的应用,显著提高了比赛成绩。然而对于帆板摇帆动态过程中风帆空气动力学特性,诸如摇帆过程中帆翼与周围流场的相互耦合作用,帆板摇帆运动高升力产生的机理等理论问题国内外学者却鲜有研究。这些基础理论问题的探讨对于帆板比赛技战术的制定至关重要。本研究就是针对这个背景展开的。本论文的目的就是针对上述问题,研究帆板摇帆运动对周围流场的扰动和帆翼的空气动力学特性,以获得能够用来指导帆板运动战术(通过流场分布的研究可以获得如何通过摇帆运动来扰乱流场干扰对手和避免对手的干扰)、技术(可以根据不同情况下的升力系数、阻力系数选择最佳的摇帆频率、幅度)的科学理论。本课题在多年帆板运动研究基础上,结合对空气动力学领域的鸟类、昆虫飞行和水力学领域的鱼类游动以及扑翼机的研究和分析,提出了基于扑翼原理的帆板摇帆推进机理。并从翼型结构、运动过程、气动升力组成和外界环境条件四个方面全面、深入地论述了该机理的建立基础;在归纳总结扑翼运动研究方法、研究成果,深入分析扑翼原理高升力机理基础上,结合帆板摇帆运动的实质,给出了基于扑翼原理的帆板摇帆推进机理初步表述。对帆板摇帆运动外流场进行简化,在此条件下给出了摇帆过程受力的扑翼运动表述和摇帆过程的运动学描述;给出简化条件下帆板摇帆运动的数值模拟的控制方程、边界条件和初始条件;通过论证选定采用Fluent软件来模拟刚性帆翼摇帆过程,模拟计算结果显示,帆板的摇帆运动确实能够提高升力系数,与本文建立的基于扑翼原理的帆板摇帆推进机理比较相符。作为对本文研究工作的深入和完善,本文最后给出通过流固耦合方案来模拟完整摇帆过程和设计比例模型试验的方案进一步完善和修正基于扑翼原理的帆板摇帆推进机理。