经历上亿年的自然选择,鱼类等水生动物已进化出了多样的外形和各具特色的运动能力,它们具有高推进效率、高机动性、完善的流体性能、低噪声、好的隐身性等,均是目前的水下机器人所追求实现的目标。仿生鱼鳍推进作为推力和形态控制的重要组成部分,其运动规律和形状的探索也显得尤为重要,具有优秀形状的胸鳍将大大提高推进性能。本文将借助于计算流体力学进行不同形状胸鳍的推进性能模拟实验。为了实现胸鳍三自由度的运动,借助用户自定义函数和动网格技术,使用三维非结构四面体网格,建立了胸鳍流—固耦合模型进行计算,分析了胸鳍周围流场的变化和水动力学性能,得到了如下结果:（1）对不同展弦比的平面胸鳍以同一种划水规律运动,分别从水动力学系数、压力云图和涡结构对其推进性能进行对比分析。展弦比约为4.31的中展弦比平面胸鳍在各项实验参数和表现中均为最优。其推力系数峰和升力系数最大,而展弦比为3.06的小展弦比平面胸鳍和展弦比为6.28的大展弦比平面胸鳍性能较差。总体趋势表现为,在合理的范围内增大展弦比,会提高胸鳍的推力和升力,但是超出合理范围后,推力便会下降。中展弦比胸鳍表面高低压区数值更大,范围较广,涡结构与胸鳍有很好的垂直度,主要涡结构更加健壮。而另外两个胸鳍的压力云图和涡结构表现也和水动力学系数的结果一致,都不如中展弦比胸鳍。综上所述,当在适当范围内增大展弦比,才能对推力实现积极影响。为了进一步验证结论的有效性并找出推进性能较好的平面胸鳍,又增加了两组展弦比处于4.31与6.28之间的对比实验。结果表明,随着展弦比在超出合理范围内增大,胸鳍的推进性能逐渐变差,过大的展弦比使得横向流动和叶尖效应等负面影响增大。（2）曲面胸鳍因为其具有的特殊结构可以在胸鳍运动时产生额外的增益,故从上一章中挑选出推进性能最优秀的胸鳍AR2,在SolidWorks中对其进行三个不同折弯角度的弯曲处理,折弯角度分别为60°、90°和120°。对曲面鱼鳍进行模拟仿真分析,与平面胸鳍进行对比,方法与上一章一致。水动力学系数方面的表现为折弯角度为60°的胸鳍推进性能是最优的,与平面鳍相比,动力划水阶段推力系数的增幅要大于恢复划水阶段阻力的增幅,这一现象势必会提高胸鳍的推进效率。在压力云图中,折弯角度为60°的胸鳍前后压力差更大。在涡结构图中,其主要涡结构更加粗壮,但是过大的弯曲角度会产生涡结构混乱和与胸鳍面较差的垂直度,这影响了推力的产生。这样的现象同样表现在推力系数的下降和胸鳍前后压力差的降低。为了进一步研究不同曲面形状对水动力学性能的影响,又将展弦比为4.52和5.47两个平面胸鳍进行了同样的折弯处理后进行模拟实验。分析发现,合适折弯角度的曲面鳍势必会对胸鳍的推进性能产生利好的影响,而过大的折弯角度则会影响流场的清晰度和鳍面的垂直度,从而使得胸鳍前后压力差下降,水动力学性能降低。