伴随着风力发电机、潮汐能发电机、高操控性流体航行器的广泛使用,其机翼部分经常性工作在过失速攻角下,传统翼型在大攻角下容易出现失速,极大降低了以上几种设备中的机翼升力阻力性能,此时新型阻力小、大攻角稳定性好、升阻比大、失速角大的翼型研究成为流体力学领域的热点问题。抵抗失速翼型也成为其中的重点问题。其中仿座头鲸鳍状肢的凹凸结节翼型,因为其大攻角下的优秀性能,使得它成为研究重点。本文以NACA0020为原型翼进行自主研发,开发仿生凹凸翼,通过对座头鲸习性及形态研究确定翼型参数。设计不同展弦比,多种凹凸形式,翼面是否随前沿同步凹凸呈波浪形式的7个模型。将翼型在雷诺数3×105下,做0°～30°攻角翼型敞水实验,采用三分量测力天平记录数据,并分析升力、阻力、力矩结果,对具有优秀水动力特性的鳍利用粒子图像测速仪(PIV)进行流场测量及分析,开展该仿生方法的有效性和相关仿生作用机理的实验研究。通过对水动力特性和流场特性的分析发现:与普通翼型相比凹凸翼段的失速特性更为平缓且无明显失速角,原NACA0020翼型失速后同角度优化翼型升力系数显著上升,升阻比在同角度下改善明显。找出最优翼型,对比CFD数值模拟结果,提出进一步优化方案。