21世纪是海洋世纪，海洋是世界最大的政治经济地理单元，与太空、网络并称三大"全球公域"。中国是海洋大国，管辖海域广袤、海洋资源丰富：自北向南濒临渤海、黄海、东海、台湾以东太平洋海面、南海五大海区，拥有领海和内水面积38万平方公里，主张管辖海域面积299.7万平方公里，大陆岸线1.8万公里，海岛岸线1.4万公里，面积500平方米以上海岛 6500余个。海洋蕴藏着可持续发展的珍贵财富，近年来逐渐成为世界各国开发的焦点领域，新一轮聚焦海域划界、外大陆架、国际海底的"蓝色圈地"运动，以深海勘探、洋底作业、极地科考为主的"海洋探索"运动，瞄准海底可燃冰、多金属结核等战略性资源的"资源开发"运动正蓬勃发展。建设海洋强国关乎人民福祉、关乎民族未来、关乎国家兴衰，加快建设海洋强国成为亟待研究的时代命题。海洋生态系统对人类的生产和生活有着重要的影响。近年来，随着污染物排放以及全球气候变化，近海生态系统发生了急剧的变化。然而，目前仍缺乏有效的动态监测方法。仿生机器鱼作为一种新型的仿生水下航行器，具有良好的机动性和低噪音特性，可以用来动态监测水体环境的温度、溶解氧和PH值，跟踪和观察重要海洋生物的生活习性。在本研究中，我们设计了一款新型的用于进行海洋生态系统动态监测的仿生机器鱼。通过模仿真实的鲨鱼，获得了良好的流线型的整体外形。为了获得良好的机动性，设计了一款重心调节装置来辅助机器鱼在低速状态下进行姿态调整。机器鱼主要由三部分构成，一个三关节推进系统，一个重心调节装置，一个胸鳍驱动单元。而后，借助于STAR-CCM+软件，实现了机器鱼三关节推进系统的参数优化。进一步，基于势流理论，求解了机器鱼的典型水动力参数；最后，构建了六自由度动力学模型，探究了不同运动参数时机器鱼典型运动（游速、转向、下潜）的性能。

哈尔滨工程大学

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