随着国家深海战略计划的展开,传统的以螺旋桨推进的无人水下航行器逐渐无法满足日益复杂的海洋勘测任务。近年来,设计具有高推进性能、高机动性、低噪声等特点的新型无人水下航行器成为国内外研究的热点。海洋生物拥有独特的运动方式,使其在巡游状态下具有推进效率高、机动性强、能量利用率高等优点。因此,深入研究仿生推进机理,并将其应用于无人水下航行器的设计中,对提高水下航行器的水动力性能有着重要的意义。以蝠鲼胸鳍为研究载体,本文在总结国内外研究的基础上,通过采用生物学分析、理论分析及数值模拟相结合的方式对仿蝠鲼自主变形翼的水动力性能进行深入的研究。主要从自主变形模式、运动参数、外形参数、间歇性运动以及对拍运动对自主变形翼水动力性能的影响展开工作,主要研究内容体现为:（1）基于“波动板”方法,推导二维自主变形平板水动力性能理论表达式。通过与理论计算结果对比,验证数值方法在二维计算中的可靠性。基于二维自主变形平板数值计算模型,构建三维自主变形翼数值计算模型,实现仿蝠鲼水翼的可控自主变形,并从多个角度验证数值模型的可靠性。（2）基于真实蝠鲼运动过程,提出适用于工程实践的三维仿蝠鲼自主变形翼运动方程。根据仿蝠鲼翼自主变形运动方程,通过数值计算详尽分析自主变形翼采用沿弦向变形、沿展向变形、双向耦合变形三种不同自主变形模式下的水动力特性及流场结构,探究自主变形翼不同运动频率、无量纲运动幅值、变形行波波长对其水动力性能的影响,综合对比不同自主变形模式及运动参数下自主变形翼水动力性能,给出自主变形翼水动力性能与其变形模式及运动参数之间的定性关联。（3）研究不同外形参数下的仿蝠鲼自主变形翼水动力性能。给定自主变形翼自主变形模式,探究包括矩形平板、棱柱、棱锥、翼型多种外形轮廓水翼的水动力性能,分析水平非对称性、尾缘弯曲度、无量纲展弦比、无量纲厚度比对自主变形翼水动力特性及流场结构的影响,揭示外形参数与自主变形翼水动力性能之间的内在关联,给出外形参数影响自主变形翼水动力性能的定性规律。（4）研究自主变形翼采用间歇性运动时的水动力性能。给定自主变形翼自主变形模式及外形参数,探究不同间歇性运动占空比下自主变形翼的水动力特性及流场结构,对比自主变形翼在间歇性运动及连续性运动下不同水动力性能之间的差别,给出间歇性运动占空比与自主变形翼水动力性能的内在关联。（5）研究双翼对拍运动下自主变形翼的水动力性能。给定自主变形翼自主变形模式及外形参数,探究不同间距下自主变形双翼系统的水动力特性及流场结构,对比自主变形双翼对拍运动与其单翼运动水动力性能之间的差别,给出双翼对拍运动间距与自主变形翼水动力性能的内在关联。简单探索双翼运动非零相位差对其水动力性能影响规律,揭示鲼科生物高机动性的流体机理。