随着全世界能源问题愈来愈突出,发展绿色低碳经济已经变得越来越重要。降低船舶运行中的阻力也是目前在航运中所面对的一个热点与迫切问题。在目前的减阻方法中,微气泡减阻因为环保,操作性强而被广泛的应用,同时微沟槽减阻因其不需要额外增加能耗,且与仿生技术紧密结合,被众多国家科研工作者所研究。目前大部分的减阻实验多为对单一减阻因素进行不断优化处理的减阻方式,两种及以上减阻方式复合减阻的研究较少。本文采用微沟槽与微气泡复合减阻的方法,首先以平板为模型,对沟槽尺寸进行模拟并选出最优的尺寸参数,宽度s为0.1mm,深度h为0.07mm。模拟发现气泡含量会达到一个饱和空气量值,当达到饱和空气量后,船底形成完整的气膜,减阻率达到最大值后基本保持不变。进一步探究气泡尺度对减阻率的影响规律,分析不同气泡尺寸时减阻率的变化情况,发现气泡尺寸的增大会致使减阻率的降低;增大到20μm时,减阻率达到一个最低稳定值后基本保持不变。基于上述工作,构建三维船物理模型,探讨通气面积对船舶复合减阻的影响,发现当通气量较低时,随通气面积增大,船舶减阻效果也被提高,当通气量增加到一定值后,原始面积S的船减阻效果较好。为克服因船体长度问题导致船尾处微气泡含量明显降低,特在船中后方增加一个通气口。采用两种通气方式,一是前后通气量相等,均为50%,二是前后通气量不相等,前侧70%后侧30%。与前期仅在船首通气时对比,发现同时在船首和船中通气的减阻效果具有显著的提升,而将各50%的微气泡同时注入船首和船中的减阻效果要比在船首注入70%,在船尾注入30%时的减阻效果优异。为进一步提高减阻效果,本文提出了将传统的v形沟槽表面与均匀分布的球形冠结构相结合的新模型,以得到增加接触面的面积和增加扰动的效果,发现在新模型中其球冠附近处的剪切力分布要明显小于周围其他区域,可以判断水的湍流运动比其他地方稳定,水流速度在此区域较为稳定。在单球冠模型基础上设计增加双球冠结构模型,对比其与单球冠模型的减阻效果,看出优化后的双球冠结构对于减阻率的提升具有良好的效果,其稳定后的结果在50%左右,要较优于单球冠结构的40%左右的稳定减阻效果。并探讨因水深度变化,减阻率的变化规律,发现在浅吃水时,气泡的体积分数数值比深吃水时大,气泡可以完整覆盖到整个船底,此时气膜完整。在吃水深度为0.010m时减阻率为48%左右,而在吃水增加到0.025m时,减阻率降低至17%左右,因此减阻性能在浅吃水时优于深吃水。同时将减阻率转换为碳减排量,所有船舶减阻方式减排量数值十分可观,其中尤以复合减阻方式减排量突出,说明船舶减阻具有良好的节能性和环保性。