扑翼飞行器是模仿鸟类或昆虫的运动特性及飞行机理而设计的一种无人飞行器。与传统的固定翼飞行器、旋翼飞行器不同,扑翼飞行器在垂直起降、飞行效率与机动性等方面具有巨大优势。近年来,关于扑翼的非定常气动特性的研究繁多,扑翼高升力的机理逐渐明确;出现了许多计算扑翼非定常气动特性的方法。基于上述背景,本文对非定常气动力计算方法的研究现状做出了综合分析,对计算流体力学法（CFD）与三维非定常气动力计算法（UAM）进行了详细推导,并利用上述两种方法对仿鸟扑翼飞行器降落策略与仿蜂鸟扑翼飞行器运动模式这两个实际问题进行了深度探究。本文的具体研究内容如下:（1）对国内外扑翼气动机理、空气动力学、气动理论的研究现状做出了综合分析,比较了西奥多森公式法、准定常法、CFD法与UAM法四种非定常气动计算方法各自的优缺点。（2）根据中、小型飞鸟的扑翼飞行规律,设计了一款以单驱动源实现“拍动-扭转”两自由度运动的扑翼机构,并制造了一款实验样机。该样机整机重量为310g,单翼翼展为50cm,总翼展达到了 112cm,“单曲柄三摇杆机构”中曲柄长度为31.8mm,主连杆长度为185mm,副连杆长度为183mm,主翼梁杆为500mm,机翼最大弦长达到20cm。（3）搭建了一整套运动测量与气动力测量的实验平台。对机翼的运动姿态数据进行了采集,并测量了样机在该运动模式下的实验气动力数据。之后,使用三维UAM与CFD模型,分别计算了该扑翼机构在实验测得的运动数据下的理论气动力。结果表明,三种方法得到的气动力曲线吻合良好,特别是UAM和CFD方法之间的平均升力仅有1.3%的差异,验证了 UAM模型的可靠性。（4）对该机构样机的降落策略展开了研究。基于三维UAM模型,对飞行器机翼扭转角变化对气动力的影响进行了参数化研究。研究的目的是寻找一个最佳的机翼运动组合的俯仰和拍动角,以最大的升力和阻力实现短距安全降落。研究发现,通过上冲程的俯仰角的快速减小,可以提高扑翼的运动学特性,从而获得最大的升力。对于该款飞行器模型,随着着陆期间向前飞行速度的降低,可以通过逐渐增加机翼的俯仰角至75°,以获得最大升力。同时,俯仰角增大还会导致阻力增加,从而使飞机运动减速。（5）提出了一种“平行拍动”新型仿蜂鸟扑翼拍打模式。使用CFD法对“平行拍动”与传统“扇形拍动”扑翼拍打模式的气动力及特性进行了计算和分析,对比了两种拍动模式的拍动行程和扭转幅度对气动升力与效率的影响。研究结果表明,两种模式的气动效率随拍动行程及扭转幅度增大而明显提高,在相对小行程和大扭转幅度的模式下,平形拍动可产生更高的气动性能。（6）基于“平行拍动”模式,对扑翼开缝及缝隙宽度对气动升力的影响进行了分析,对仿生扑翼的高效驱动模式及缝隙对附着涡延迟脱落的增升机理深入研究。结果表明,相较于无缝翼,合适的开缝扑翼可在保持气动效率不变的条件下大幅提高气动升力（>20%）。