微型扑翼飞行器具有体积小、功耗低和机动灵活性高等一系列优点，能在复杂地形和恶劣环境下完成普通飞行器无法完成的任务，可广泛应用于军事侦察、航空摄影和环境监测等领域，因此对扑翼飞行机制的研究有重要的理论价值和应用前景。本文借鉴自然界中的飞行生物研究扑翼飞行的机理，选取蜜蜂为研究对象，采用风洞实验和数值计算相结合的方法，对蜜蜂的飞行机理进行了系统的理论研究。论文的主要研究工作如下：（1）设计并制作了用于小型昆虫流场显示实验的低速风洞。为保证风洞的流场品质，研究了风洞实验段、扩散段和收缩段的尺寸对流场品质规律的影响，确定了风洞各段的最佳尺寸，选择了维多辛斯基曲线作为收缩曲线线型；为降低湍流度，保证气流的平稳性，在稳定段和动力段添加了蜂窝器和阻尼网；设计并调试了发烟装置，对高速摄像机和灯光进行了合理的实验布局，开发了完整的流场显示实验系统。（2）在低速烟风洞中，采用两台高速摄像机同步拍摄蜜蜂，获得了蜜蜂的振翅规律；利用烟线法研究了蜜蜂振翅时的远场和近场流场的变化特征，研究了尾迹涡对诱导速度的影响，提出了蜜蜂振翅时涡的演变规律。翅下拍时，连续的翅尖涡尾迹形成涡管；翅外旋时，产生下拍停止涡与上拍启动涡；翅的弦向变形使得前、后翅尾缘处的涡量方向相反；下拍末期，前缘涡最明显，由翅根至翅尖方向前缘涡的尺寸是递增的；在蜜蜂振翅的下拍末期，左、右翅上各有一涡环，涡环由沿着翅展的前缘涡、翅尖涡尾迹涡管和翅根涡尾迹组成；根据涡环计算的升力大于蜜蜂的重力，这表明蜜蜂振翅产生的升力，不仅能够维持自身重力，还可携带一定的重物进行飞行。（3）建立了蜜蜂模型和坐标系，基于蜜蜂的振翅规律给出了翅的运动方程，利用动网格技术数值模拟计算了蜜蜂振翅时的流场。数值模拟结果验证了风洞实验的结论：翅在拍动时，翅上附着有前缘涡、翅尖涡、翅根涡和尾缘涡；翅下拍末期，由翅根至翅尖，前缘涡的尺寸增大，与翅尖涡连接在一起；下拍末期，尾缘处存在下拍停止涡，会降低升力，上拍初期，尾缘处存在上拍启动涡，能够提高升力；下拍末期，在左（右）翅上，翅尖涡尾迹、翅根涡尾迹和翅面附近的涡量能够组成完整的涡环，且涡环为圆形。此外，数值结果还表明：翅的旋转使得前缘涡在上（下）拍末期尺寸达到最大；在上拍末期，上拍期间形成的翅尖涡尾迹、翅根涡尾迹和翅边界处的涡量连接在一起形成耳状涡环；在上拍涡环和下拍涡环的中心，均有垂直于涡环平面向下的射流。（4）基于实体蜜蜂翅，建立了蜜蜂翅模型及翅的坐标系，定义了翅的升力、推力、气动功率和惯性功率；数值模拟计算对比了单翅模型、双翅模型和整体蜜蜂模型的力和功率，结果表明左、右翅的相互作用以及蜜蜂身体均对单个翅的气动影响可忽略不计；针对蜜蜂单翅模型，通过数值模拟计算分析了频率、最大拍动角、中期攻角、翻转时刻和旋转轴位置等不同影响因素对气动力和功率的变化规律。研究结果为将来研制微型仿生扑翼器有一定的指导意义。