随着对海洋资源的探索逐渐深入,水下机器人的功能性逐渐凸显,推进器作为水下机器人的重要组成部分,一直是限制水下机器人朝着多方向发展的重要因素。目前水下机器人所使用的主要推进方式仍是螺旋桨推进,其推进效率一般在40%-60%,且具有影响其隐蔽性的诸多缺点。鱼类在水中的游动与水体有着较高的契合,具有较低的水体扰动噪声以及较好的机动性能,仿生推进可作为水下机器人的主要推进方式。本文以采用MPF模式推进的典型鱼类为仿生对象,提取其运动模式建立仿生波动鳍三维模型,采用数值计算和试验交叉验证的分析方法,从力学和流场角度分析波动鳍的水动力特性及其影响因素,并在此研究基础上设计制作出一套水下仿生推进器原理样机,验证研究内容的可行性及正确性。本文首先介绍了波动鳍仿生推进方式水动力性能分析的理论方法,包括数值求解的基本方程、数值算法、动网格方法、UDF方法等。除此之外使用近似处理方法,对模型的外形和运动状态进行合理近似,简化模型,提升计算效率。其次,分析仿生对象的波动推进波形变化规律,建立仿生波动鳍运动方程以及三维曲面模型。使用弹性光顺模型和局部网格重构技术,建立零厚度仿生波动鳍水动力性能的RANS计算方法,从压力因素和流场因素解释仿生波动鳍推力产生的原因。研究运动参数波长、幅值、频率等波动参数以及来流速度、潜深等外界参数对其水动力性能的影响规律,使得计算结果更贴近仿生波动鳍的实际工作环境。然后,设计仿生波动鳍试验机构,机械结构采用“舵机-摆杆-仿生波动鳍”传动方式,控制采用“电脑-解码器-舵机”数据传输方式,较好地解决了机械结构和运动控制方面的问题。试验内容与数值计算内容相对应,且结果具有高度一致性。最后,以数值和试验结果作指导设计并制作了一套水下波动鳍仿生推进器原理样机,包括外形设计、机械结构设计、控制机构设计等主要设计内容。为验证样机设计的可行性和可靠性,进行一系列水池运动测试,结果显示样机可以顺利完成直行、原地转弯、有角度转弯等运动,符合设计预期。本研究在仿生波动鳍数值计算分析方法以及波动鳍仿生推进器原理样机研制方面积累了大量经验性成果,为今后提出更优的模型分析方法以及开发出更为先进的波动鳍仿生推进器提供参考。