目前,仿鱼水下推进器已成为仿生科研领域的一个研究热点,其中仿鲔科推进模式的水下推进器由于具备能源利用率高,推进速度快,适于长时间、大范围、较复杂工况的的水下作业等特点,成为研究的重点。仿鱼水下推进技术在海洋生物考察、海底勘探、救生以及军事领域具有很高的应用价值。本课题依托机器人技术与系统国家重点实验室自主研究课题“鱼体利用流场能量的推进行为及新型仿鱼机器人的研究”,开展了对鲔科模式鱼类游动力学特性的基础理论研究。本文通过对比分析两足机器人高效运动的研究方法,提出了结合步行数据法和被动动力学法对仿生机器鱼的运动进行理论与仿真分析的新思路。按照步行数据法,通过对鲤鱼游动姿态进行图像分析,根据鱼体上每一点的运动均满足纵横谐波频率比为2:1的李萨如方程的特点,建立了基于李萨如图形的鱼体运动学新模型。并借助Matlab软件对该模型进行了仿真分析,验证了其具有更高逼近精度的优越性。同时,结合真实鱼类运动的生理结构,建立了机器鱼被动推进的仿真模型,并根据现有效率公式存在的缺陷,提出了两种评价鱼类稳态游动时效率高低的新方法。在理论分析的基础上,应用动网格技术进行了静水环境下被动尾鳍推进的二维流场仿真研究,分别探讨了储能弹簧的刚度变化规律以及鱼体波波数变化规律对整鱼推进水动力性能的影响。并通过模拟顺水、逆水匀强流场以及正逆卡门涡街等典型流场,结合本文所提出的两种效率评定函数,进行了典型运动流场环境中,鱼体波动与流场间能量交换作用的仿真研究,对比分析了鱼体以不同姿态穿越正、逆卡门涡街时的水动力性能。本文通过理论研究与仿真分析相结合的方法,建立了具有较高逼近精度的鱼体运动学新模型,探讨了鱼体与流场间能量的交互作用,为后续被动仿生机器鱼的研制及其运动控制提供了理论及仿真依据。