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无人水下航行器(Unmanned Underwater Vehicle,UUV)近年来已经成为世界各国研究和应用的焦点,为了克服UUV传统推进方式效率低、机动性能不佳等缺点,借鉴鱼类、昆虫等生物自推进方法的优势,设计适用于UUV的新型仿生推进系统,是UUV研制的一个重要方向。本文以课题组内研制的仿生航行器为原型,采用数值方法研究推进器构型及运动对推进性能的影响,为UUV的进一步优化设计提供指导。本文采用浸没边界法(Immersed Boundary Method, IBM)处理航行器与流体的相互作用,采用格子玻尔兹曼方法(Lattice Boltzmann Method, LBM)计算流体流动,采用四元数法计算航行器的游动,首先基于CPU计算平台运用Fortran语言编写计算程序,通过计算三维Poiseuille流及圆球绕流对程序的正确性进行验证。鉴于三维计算耗时长及LBM的良好并行性能,接着利用PGI Fortran12.10对CUDA平台的支持,运用CUDA Fortran初步实现了计算程序的GPU化,结果表明使用GPU计算能明显的降低计算时间。在此基础上,研究了不同参数对双尾鳍仿生航行器推进性能的影响。结果表明,Re数在一定范围内对于尾鳍推进机理没有本质影响；增大摆动摆幅、频率均能提高推进速度,但同时也需要消耗更多能量,高频率摆动对游动速度的提高影响有限,存在最佳频率范围；Re数不太高时,具有波动性质的柔性摆动全面优于刚性尾鳍；在纯摆动运动下,丰满尾鳍的推进能力要显著强于后部有缺口的叉形尾鳍。初步讨论了四拍翼仿生航行器的推进性能,结果表明翼面的快速旋转将产生较大的推力峰值,相邻翼面远离时将产生阻力,相互靠近时将产生推力；游动速度与翼面挥拍速度成线性关系,而消耗功率与挥拍速度成二次关系。