伴随着对海洋资源的开发需求,水下航器对推进性能的要求越来越高。而在仿生研究中发现,绝大部分鱼类通过自身的躯干或鱼鳍摆动向前推进,可保持高效率的游动姿态,并且与螺旋桨相比有更好的灵活性,故科研人员开始研究仿生推进,希望研发出一种更为高效,高机动性,低扰动性的推进方式。在目前的仿生推进研究中,作为鱼类主要推进方式的水翼推进方式,具有较好的工业移植性及实用性,且结构较为简单。水翼法推进方式分为单自由度、两自由度及多自由度运动推进,其中从推进效率以及可行性角度考虑以两自由度耦合运动推进方式为工业实用性最高的方案。由于柔性水翼理论上具有无限个自由度运动形式,可控性较差,设计难度较高,故而本文采用刚性水翼完成两自由度耦合运动推进。为了达到其最优的推进性能,需要对两自由度刚性摆动水翼的工作特性及流场特征进行分析研究,从而为水翼推进的实用化设计提供理论参考,研究方法采用流体仿真分析和实验分析相结合的方式。流体仿真借助NUMACA系列的FINE/Marine水动力分析软件进行N-S方程的求解,首先选用水翼推进研究中广泛采用的NACA0012水翼翼型进行了运动学建模,规定了首摇和水平摆两自由度耦合运动,并仿照螺旋桨水动力参数定义方法定义了水翼水动力性能无量纲参数:推进效率、平均推力系数和负荷系数等;然后为了模拟翼型的大幅度摆动,采用FINE软件特有的弹性动网格技术,分别模拟计算了不同首摇摆幅和水平摆幅下水翼所受到的推力、升力以及扭矩,并根据参数定义计算得到了水动力性能曲线,归纳了首摇摆幅和水平摆幅对水翼推进性能的影响规律;最后对比分析了水翼在不同工况下的尾迹流场,发现涡量场中分散涡与狭长涡的存在会显著提高水翼的推进效率。本文设计了一套简易可行的水翼推进装置完成水翼推进实验研究,主要目的是为水翼推进仿真提供实验验证。装置以步进电机驱动,利用滑块加连杆经典模型实现水翼两自由度运动,并且以完成了应变片粘贴,接线及标定实验的三分力天平作为测力仪器,通过水动力实验测量出了水翼运动过程中受到的推力、升力以及扭矩,然后与相应的仿真结果进行了对比验证,证明了FINE/Marine对水翼非定常水动力性能仿真分析的可靠性。